48
B B I I O O F F I I Z Z I I K K A A J J E E G G Y Y Z Z E E T T Készítette: Bagosi Róbert 2017

BIOFIZIKA JEGYZET - rbagosi.uw.hurbagosi.uw.hu/fizika/biofizika jegyzet - 2017.pdfBiofizika jegyzet 4 A BIOFIZIKA TÁRGYA A biofizika az élő szervezetek és az életfolyamatok fizikája,

  • Upload
    others

  • View
    21

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

BBIIOOFFIIZZIIKKAA JJEEGGYYZZEETT

Keacutesziacutetette Bagosi Roacutebert

2017

Biofizika jegyzet

1

TARTALOMJEGYZEacuteK

TARTALOMJEGYZEacuteK 1

A BIOFIZIKA TAacuteRGYA 4

ALAPFOGALMAK 5

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei 5

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok) 5

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek 5

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg 5

A sűrűseacuteg 5

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő 6

A neheacutezseacutegi erő 6

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet 6

A mechanikai munka 7

A teljesiacutetmeacuteny 7

A mechanikai energia 7

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek 7

Rezgeacutestiacutepusok 8

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia 8

Mechanikai hullaacutem 8

A hullaacutemhossz 8

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege 9

Hullaacutemtiacutepusok 9

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek 9

A hang 10

A Doppler-hataacutes 10

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg) 10

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa 10

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese 11

A diffuacutezioacute 11

A nyomaacutes 12

A hidrosztatikai nyomaacutes 12

A leacutegnyomaacutes 12

Archimeacutedesz toumlrveacutenye 12

Pascal toumlrveacutenye 12

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok 12

A hő a hőmeacuterseacuteklet 13

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela 13

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők 13

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes 13

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg 14

Az elektromos teacuter 14

Az elektromos potenciaacutel 14

Az elektromos feszuumlltseacuteg 14

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg 14

A feacutemek szerkezete 14

Vezetők szigetelők feacutelvezetők 15

Az elektromos aacuteram 15

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram 15

Az aacuteramerősseacuteg 15

A aacuteram hataacutesai 15

Biofizika jegyzet

2

A kondenzaacutetor 16

Az elektromos ellenaacutellaacutes 16

Ohm toumlrveacutenye 16

A voltmeacuterő 17

Az ampermeacuterő 17

A maacutegneses teacuter 17

Az elektromaacutegnes 17

A maacutegneses teacuter erővonalai 17

A maacutegneses indukcioacutevektor 17

A Lorentz erő 18

Elektromaacutegneses hullaacutemok 18

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 18

Az elektromaacutegneses spektrum 19

A roumlntgensugaacuterzaacutes 19

A feacuteny jellemzői 19

A foton 19

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei 19

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute 20

A teljes visszaverődeacutes 20

Az optikai szaacutel 21

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes) 21

A sziacutenkevereacutes 22

A feacutenyinterferencia 22

A polarizaacutelt feacuteny 22

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek 22

A toumlrőkeacutepesseacuteg 24

A leacutezer 24

Az atom szerkezete 24

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem 25

Izotoacutepok 25

Az atomi toumlmegegyseacuteg 25

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői 25

A Bohr atommodell 25

Az erős koumllcsoumlnhataacutes 26

A radioaktivitaacutes 26

Atommagsugaacuterzaacutesok 26

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa 27

Dozimetria 27

A gradiens 28

A koncentraacutecioacute gradiens 28

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens 28

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI 29

AZ INGERUumlLET 29

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK 30

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS 30

A KERINGEacuteS 30 A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor 31

A LEacuteGZEacuteS 31

A LAacuteTAacuteS 32

BEVEZETEacuteS 33

AZ ELEKTROTERAacutePIA 33

Biofizika jegyzet

3

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal 33

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal 34

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal 34

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute 34

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek 35

Darsonvalisatio 35

Diatermiaacutes kezeleacutes 35

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes 35

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 36

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes 36

A FOTOTERAacutePIA 36 A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia 36

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes 37

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes 37

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes 37

Leacutezerkezeleacutesek 38

A MECHANOTERAacutePIA 38 A gyoacutegytorna 38

Masszaacutezskezeleacutesek 38

Ultrahangkezeleacutes 38

A TERMOTERAacutePIA 39

A HIDROTERAacutePIA 40

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK 41

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK 42

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA 42

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL 42

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA) 43

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS KEacutePALKOTAacuteS) 43

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA) 44

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK 45

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA) 45

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA) 45

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA) 45

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA) 45

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK 47

Biofizika jegyzet

4

A BIOFIZIKA TAacuteRGYA

A biofizika az eacutelő szervezetek eacutes az eacuteletfolyamatok fizikaacuteja a bioloacutegiai folyamatok leiacuteraacutesa a fizika

nyelveacuten A biofizika az eacutelő anyagot vizsgaacutelja a fizika moacutedszereivel

A fizika fejlődeacuteseacutevel olyan moacutedszerek alakultak ki melyek lehetőveacute tetteacutek az anyag szerkezeteacutenek

vizsgaacutelataacutet a molekulaacutek az atomok az elektronszerkezet szintjeacuten Ezek a vizsgaacutelati moacutedszerek

alkalmazaacutesra keruumlltek a szervezet a szoumlvetek a sejtek a molekulaacutek szintjeacuten a bioloacutegiai anyagok

eseteacuten is

A biofizikai moacutedszerek kuumlloumlnboumlznek a fizikai moacutedszerektől mert a bioloacutegiai anyag eacuteletjelenseacutegeket

mutat szerkezete aacutellandoacutean vaacuteltozik Ezeacutert a biofizikai szerkezetvizsgaacutelati moacutedszereket uacutegy kellett

kifejleszteni hogy koumlvetni tudjaacutek az időbeli vaacuteltozaacutesokat is

A biofizikaacuteban sok meacutereacutesre van szuumlkseacuteg a pontos eredmeacutenyek eleacutereacuteseacutenek az eacuterdekeacuteben mert az

azonos egyedhez vagy szoumlvethez tartozoacute taacutergyai a vizsgaacutelatoknak is kuumlloumlnboumlznek egymaacutestoacutel A

bioloacutegiai objektumok vizsgaacutelata soraacuten ezeacutert előszoumlr a szerkezet egy adott aacutellapotban valoacute

meghataacuterozaacutesa toumlrteacutenik majd ezutaacuten koumlvetkezik az időbeli vaacuteltozaacutesok egymaacutesutaacutenisaacutegaacutenak a

felderiacuteteacutese A ceacutel a molekulaacuteris szintű szerkezet eacutes műkoumldeacutes megismereacutese

A biofizika aacutellandoacutean korszerűsoumldik a bioloacutegia eacutes a fizika folyamatos fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően A

biofizika a bioloacutegiaacuten eacutes a fizikaacuten kiacutevuumll maacutes tudomaacutenyokkal is szoros kapcsolatban aacutell mint peacuteldaacuteul a

keacutemia biokeacutemia informatika A fizika kuumlloumlnboumlző teruumlleteinek megvannak a bioloacutegiai orvosi

alkalmazaacutesai is

Biofizika jegyzet

5

ALAPFOGALMAK

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei

Alapegyseacuteg Jele Fizikai mennyiseacuteg Jele

meacuteter m hosszuacutesaacuteg s

maacutesodperc s idő t

kilogramm kg toumlmeg m

amper A aacuteramerősseacuteg I

kelvin K hőmeacuterseacuteklet T

kandela cd feacutenyerősseacuteg I

moacutel mol anyagmennyiseacuteg n

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok)

Toumlbbszoumlroumls Jele Vaacuteltoacuteszaacutem Toumlrt reacutesz Jele Vaacuteltoacuteszaacutem

deka- da 10 deci- d 10-1

hekto- h 102 centi- c 10-2

kilo- k 103 mili- m 10-3

mega- M 106 mikro- μ 10-6

giga- G 109 nano- n 10-9

tera- T 1012 piko- p 10-12

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek

A fizika mennyiseacutegek a koumlvetkező keacutet nagy csoportra oszthatoacutek

skalaacutermennyiseacutegek

vektormennyiseacutegek

A skalaacutermennyiseacutegek egyetlen szaacutemadattal (nagysaacuteggal) jellemezhetők

pl idő toumlmeg teacuterfogat hőmeacuterseacuteklet

A vektormennyiseacutegek egy szaacutemadattal (nagysaacuteggal) eacutes egy iraacutennyal jellemezhetők

pl elmozdulaacutes sebesseacuteg gyorsulaacutes erő

Jeloumlleacutes x

ahol x a fizikai mennyiseacuteg betűjele

A vektorokat iraacutenyiacutetott szakaszokkal (nyilakkal) aacutebraacutezoljuk

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg

A tehetetlenseacuteg toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben minden test megőrzi nyugalmi helyzeteacutet vagy egyenes

vonaluacute egyenletes mozgaacutesaacutet (mozgaacutesaacutellapotaacutet) mindaddig amiacuteg ezt egy maacutesik test vagy mező meg

nem vaacuteltoztatja

A toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg a testek tehetetlenseacutegeacutenek a meacuterteacuteke

Jele m [m] = kg

A toumlmeg szaacutemszerűen kifejezi azt hogy egy test mennyire tehetetlen

A sűrűseacuteg

A sűrűseacuteg megadja az egyseacutegnyi teacuterfogatuacute test toumlmegeacutet

Biofizika jegyzet

6

Jele ρ (roacute) [ρ] = kgm3

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

V

ρ ndash sűrűseacuteg

m ndash toumlmeg

V ndash teacuterfogat

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő

Ha egy test hat egy maacutesik testre a maacutesik is visszahat az elsőre (ugyanakkora nagysaacuteguacute de ellenteacutetes

iraacutenyuacute erővel) A testek koumllcsoumlnoumls egymaacutesra hataacutesa a koumllcsoumlnhataacutes

Az erő a testek koumllcsoumlnhataacutesaacutenak a meacuterteacuteke

Az erő a testek mozgaacutesaacutellapot-vaacuteltozaacutesaacutet (sebesseacutegvaacuteltozaacutesaacutet) okozoacute hataacutes

Jele F

[ F

] = N (newton)

A neheacutezseacutegi erő

A neheacutezseacutegi erő a Foumlld reacuteszeacuteről a koumlrnyezeteacuteben talaacutelhatoacute testekre hatoacute gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő Ez az

erő (megkoumlzeliacutetőleg) a Foumlld koumlzeacuteppontja feleacute mutat

Egy test suacutelya az az erő amellyel a test nyomja az alaacutetaacutemasztaacutest vagy huacutezza a felfuumlggeszteacutest

Jele G

[ G

] = N

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

gmG

G ndash suacutely

m ndash toumlmeg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g = 981ms2)

A gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes az a gyorsulaacutes amellyel a szabadon eső testek rendelkeznek amennyiben a

leacutegellenaacutellaacutes nem befolyaacutesolja mozgaacutesukat

Valamely testre hatoacute neheacutezseacutegi erő nagysaacutega eacutes annak suacutelyaacutenak nagysaacutega megegyezik

Suacutelytalansaacuteg a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban a testek nem nyomjaacutek az alaacutetaacutemasztaacutest eacutes nem huacutezzaacutek a

felfuumlggeszteacutest

A szabadon eső testek a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban vannak

A toumlmeg eacutes a suacutely koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg

a toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemzi kilogrammban meacuterjuumlk

a suacutely egy erő newtonban meacuterjuumlk

Valamely test suacutelya fuumlgg a gravitaacutecioacutes koumlruumllmeacutenyektől (pl kuumlloumlnboumlzik a Foumlldoumln eacutes a Holdon) toumlmege

viszont minden koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ugyanakkora

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet

A lenduumllet a testek mozgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a toumlmeg eacutes a sebesseacuteg szorzatakeacutent

eacutertelmezett

A forgatoacutenyomateacutek valamely erő forgatoacutehataacutesaacutet jellemző mennyiseacuteg mely az erő eacutes annak

forgaacutestengelytől meacutert taacutevolsaacutegaacutenak a szorzatakeacutent eacutertelmezett

A perduumllet valamely test forgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a test lenduumllet-nyomateacuteka

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

1

TARTALOMJEGYZEacuteK

TARTALOMJEGYZEacuteK 1

A BIOFIZIKA TAacuteRGYA 4

ALAPFOGALMAK 5

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei 5

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok) 5

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek 5

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg 5

A sűrűseacuteg 5

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő 6

A neheacutezseacutegi erő 6

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet 6

A mechanikai munka 7

A teljesiacutetmeacuteny 7

A mechanikai energia 7

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek 7

Rezgeacutestiacutepusok 8

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia 8

Mechanikai hullaacutem 8

A hullaacutemhossz 8

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege 9

Hullaacutemtiacutepusok 9

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek 9

A hang 10

A Doppler-hataacutes 10

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg) 10

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa 10

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese 11

A diffuacutezioacute 11

A nyomaacutes 12

A hidrosztatikai nyomaacutes 12

A leacutegnyomaacutes 12

Archimeacutedesz toumlrveacutenye 12

Pascal toumlrveacutenye 12

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok 12

A hő a hőmeacuterseacuteklet 13

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela 13

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők 13

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes 13

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg 14

Az elektromos teacuter 14

Az elektromos potenciaacutel 14

Az elektromos feszuumlltseacuteg 14

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg 14

A feacutemek szerkezete 14

Vezetők szigetelők feacutelvezetők 15

Az elektromos aacuteram 15

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram 15

Az aacuteramerősseacuteg 15

A aacuteram hataacutesai 15

Biofizika jegyzet

2

A kondenzaacutetor 16

Az elektromos ellenaacutellaacutes 16

Ohm toumlrveacutenye 16

A voltmeacuterő 17

Az ampermeacuterő 17

A maacutegneses teacuter 17

Az elektromaacutegnes 17

A maacutegneses teacuter erővonalai 17

A maacutegneses indukcioacutevektor 17

A Lorentz erő 18

Elektromaacutegneses hullaacutemok 18

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 18

Az elektromaacutegneses spektrum 19

A roumlntgensugaacuterzaacutes 19

A feacuteny jellemzői 19

A foton 19

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei 19

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute 20

A teljes visszaverődeacutes 20

Az optikai szaacutel 21

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes) 21

A sziacutenkevereacutes 22

A feacutenyinterferencia 22

A polarizaacutelt feacuteny 22

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek 22

A toumlrőkeacutepesseacuteg 24

A leacutezer 24

Az atom szerkezete 24

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem 25

Izotoacutepok 25

Az atomi toumlmegegyseacuteg 25

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői 25

A Bohr atommodell 25

Az erős koumllcsoumlnhataacutes 26

A radioaktivitaacutes 26

Atommagsugaacuterzaacutesok 26

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa 27

Dozimetria 27

A gradiens 28

A koncentraacutecioacute gradiens 28

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens 28

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI 29

AZ INGERUumlLET 29

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK 30

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS 30

A KERINGEacuteS 30 A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor 31

A LEacuteGZEacuteS 31

A LAacuteTAacuteS 32

BEVEZETEacuteS 33

AZ ELEKTROTERAacutePIA 33

Biofizika jegyzet

3

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal 33

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal 34

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal 34

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute 34

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek 35

Darsonvalisatio 35

Diatermiaacutes kezeleacutes 35

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes 35

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 36

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes 36

A FOTOTERAacutePIA 36 A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia 36

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes 37

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes 37

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes 37

Leacutezerkezeleacutesek 38

A MECHANOTERAacutePIA 38 A gyoacutegytorna 38

Masszaacutezskezeleacutesek 38

Ultrahangkezeleacutes 38

A TERMOTERAacutePIA 39

A HIDROTERAacutePIA 40

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK 41

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK 42

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA 42

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL 42

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA) 43

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS KEacutePALKOTAacuteS) 43

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA) 44

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK 45

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA) 45

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA) 45

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA) 45

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA) 45

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK 47

Biofizika jegyzet

4

A BIOFIZIKA TAacuteRGYA

A biofizika az eacutelő szervezetek eacutes az eacuteletfolyamatok fizikaacuteja a bioloacutegiai folyamatok leiacuteraacutesa a fizika

nyelveacuten A biofizika az eacutelő anyagot vizsgaacutelja a fizika moacutedszereivel

A fizika fejlődeacuteseacutevel olyan moacutedszerek alakultak ki melyek lehetőveacute tetteacutek az anyag szerkezeteacutenek

vizsgaacutelataacutet a molekulaacutek az atomok az elektronszerkezet szintjeacuten Ezek a vizsgaacutelati moacutedszerek

alkalmazaacutesra keruumlltek a szervezet a szoumlvetek a sejtek a molekulaacutek szintjeacuten a bioloacutegiai anyagok

eseteacuten is

A biofizikai moacutedszerek kuumlloumlnboumlznek a fizikai moacutedszerektől mert a bioloacutegiai anyag eacuteletjelenseacutegeket

mutat szerkezete aacutellandoacutean vaacuteltozik Ezeacutert a biofizikai szerkezetvizsgaacutelati moacutedszereket uacutegy kellett

kifejleszteni hogy koumlvetni tudjaacutek az időbeli vaacuteltozaacutesokat is

A biofizikaacuteban sok meacutereacutesre van szuumlkseacuteg a pontos eredmeacutenyek eleacutereacuteseacutenek az eacuterdekeacuteben mert az

azonos egyedhez vagy szoumlvethez tartozoacute taacutergyai a vizsgaacutelatoknak is kuumlloumlnboumlznek egymaacutestoacutel A

bioloacutegiai objektumok vizsgaacutelata soraacuten ezeacutert előszoumlr a szerkezet egy adott aacutellapotban valoacute

meghataacuterozaacutesa toumlrteacutenik majd ezutaacuten koumlvetkezik az időbeli vaacuteltozaacutesok egymaacutesutaacutenisaacutegaacutenak a

felderiacuteteacutese A ceacutel a molekulaacuteris szintű szerkezet eacutes műkoumldeacutes megismereacutese

A biofizika aacutellandoacutean korszerűsoumldik a bioloacutegia eacutes a fizika folyamatos fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően A

biofizika a bioloacutegiaacuten eacutes a fizikaacuten kiacutevuumll maacutes tudomaacutenyokkal is szoros kapcsolatban aacutell mint peacuteldaacuteul a

keacutemia biokeacutemia informatika A fizika kuumlloumlnboumlző teruumlleteinek megvannak a bioloacutegiai orvosi

alkalmazaacutesai is

Biofizika jegyzet

5

ALAPFOGALMAK

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei

Alapegyseacuteg Jele Fizikai mennyiseacuteg Jele

meacuteter m hosszuacutesaacuteg s

maacutesodperc s idő t

kilogramm kg toumlmeg m

amper A aacuteramerősseacuteg I

kelvin K hőmeacuterseacuteklet T

kandela cd feacutenyerősseacuteg I

moacutel mol anyagmennyiseacuteg n

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok)

Toumlbbszoumlroumls Jele Vaacuteltoacuteszaacutem Toumlrt reacutesz Jele Vaacuteltoacuteszaacutem

deka- da 10 deci- d 10-1

hekto- h 102 centi- c 10-2

kilo- k 103 mili- m 10-3

mega- M 106 mikro- μ 10-6

giga- G 109 nano- n 10-9

tera- T 1012 piko- p 10-12

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek

A fizika mennyiseacutegek a koumlvetkező keacutet nagy csoportra oszthatoacutek

skalaacutermennyiseacutegek

vektormennyiseacutegek

A skalaacutermennyiseacutegek egyetlen szaacutemadattal (nagysaacuteggal) jellemezhetők

pl idő toumlmeg teacuterfogat hőmeacuterseacuteklet

A vektormennyiseacutegek egy szaacutemadattal (nagysaacuteggal) eacutes egy iraacutennyal jellemezhetők

pl elmozdulaacutes sebesseacuteg gyorsulaacutes erő

Jeloumlleacutes x

ahol x a fizikai mennyiseacuteg betűjele

A vektorokat iraacutenyiacutetott szakaszokkal (nyilakkal) aacutebraacutezoljuk

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg

A tehetetlenseacuteg toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben minden test megőrzi nyugalmi helyzeteacutet vagy egyenes

vonaluacute egyenletes mozgaacutesaacutet (mozgaacutesaacutellapotaacutet) mindaddig amiacuteg ezt egy maacutesik test vagy mező meg

nem vaacuteltoztatja

A toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg a testek tehetetlenseacutegeacutenek a meacuterteacuteke

Jele m [m] = kg

A toumlmeg szaacutemszerűen kifejezi azt hogy egy test mennyire tehetetlen

A sűrűseacuteg

A sűrűseacuteg megadja az egyseacutegnyi teacuterfogatuacute test toumlmegeacutet

Biofizika jegyzet

6

Jele ρ (roacute) [ρ] = kgm3

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

V

ρ ndash sűrűseacuteg

m ndash toumlmeg

V ndash teacuterfogat

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő

Ha egy test hat egy maacutesik testre a maacutesik is visszahat az elsőre (ugyanakkora nagysaacuteguacute de ellenteacutetes

iraacutenyuacute erővel) A testek koumllcsoumlnoumls egymaacutesra hataacutesa a koumllcsoumlnhataacutes

Az erő a testek koumllcsoumlnhataacutesaacutenak a meacuterteacuteke

Az erő a testek mozgaacutesaacutellapot-vaacuteltozaacutesaacutet (sebesseacutegvaacuteltozaacutesaacutet) okozoacute hataacutes

Jele F

[ F

] = N (newton)

A neheacutezseacutegi erő

A neheacutezseacutegi erő a Foumlld reacuteszeacuteről a koumlrnyezeteacuteben talaacutelhatoacute testekre hatoacute gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő Ez az

erő (megkoumlzeliacutetőleg) a Foumlld koumlzeacuteppontja feleacute mutat

Egy test suacutelya az az erő amellyel a test nyomja az alaacutetaacutemasztaacutest vagy huacutezza a felfuumlggeszteacutest

Jele G

[ G

] = N

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

gmG

G ndash suacutely

m ndash toumlmeg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g = 981ms2)

A gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes az a gyorsulaacutes amellyel a szabadon eső testek rendelkeznek amennyiben a

leacutegellenaacutellaacutes nem befolyaacutesolja mozgaacutesukat

Valamely testre hatoacute neheacutezseacutegi erő nagysaacutega eacutes annak suacutelyaacutenak nagysaacutega megegyezik

Suacutelytalansaacuteg a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban a testek nem nyomjaacutek az alaacutetaacutemasztaacutest eacutes nem huacutezzaacutek a

felfuumlggeszteacutest

A szabadon eső testek a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban vannak

A toumlmeg eacutes a suacutely koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg

a toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemzi kilogrammban meacuterjuumlk

a suacutely egy erő newtonban meacuterjuumlk

Valamely test suacutelya fuumlgg a gravitaacutecioacutes koumlruumllmeacutenyektől (pl kuumlloumlnboumlzik a Foumlldoumln eacutes a Holdon) toumlmege

viszont minden koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ugyanakkora

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet

A lenduumllet a testek mozgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a toumlmeg eacutes a sebesseacuteg szorzatakeacutent

eacutertelmezett

A forgatoacutenyomateacutek valamely erő forgatoacutehataacutesaacutet jellemző mennyiseacuteg mely az erő eacutes annak

forgaacutestengelytől meacutert taacutevolsaacutegaacutenak a szorzatakeacutent eacutertelmezett

A perduumllet valamely test forgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a test lenduumllet-nyomateacuteka

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

2

A kondenzaacutetor 16

Az elektromos ellenaacutellaacutes 16

Ohm toumlrveacutenye 16

A voltmeacuterő 17

Az ampermeacuterő 17

A maacutegneses teacuter 17

Az elektromaacutegnes 17

A maacutegneses teacuter erővonalai 17

A maacutegneses indukcioacutevektor 17

A Lorentz erő 18

Elektromaacutegneses hullaacutemok 18

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 18

Az elektromaacutegneses spektrum 19

A roumlntgensugaacuterzaacutes 19

A feacuteny jellemzői 19

A foton 19

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei 19

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute 20

A teljes visszaverődeacutes 20

Az optikai szaacutel 21

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes) 21

A sziacutenkevereacutes 22

A feacutenyinterferencia 22

A polarizaacutelt feacuteny 22

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek 22

A toumlrőkeacutepesseacuteg 24

A leacutezer 24

Az atom szerkezete 24

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem 25

Izotoacutepok 25

Az atomi toumlmegegyseacuteg 25

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői 25

A Bohr atommodell 25

Az erős koumllcsoumlnhataacutes 26

A radioaktivitaacutes 26

Atommagsugaacuterzaacutesok 26

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa 27

Dozimetria 27

A gradiens 28

A koncentraacutecioacute gradiens 28

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens 28

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI 29

AZ INGERUumlLET 29

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK 30

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS 30

A KERINGEacuteS 30 A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor 31

A LEacuteGZEacuteS 31

A LAacuteTAacuteS 32

BEVEZETEacuteS 33

AZ ELEKTROTERAacutePIA 33

Biofizika jegyzet

3

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal 33

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal 34

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal 34

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute 34

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek 35

Darsonvalisatio 35

Diatermiaacutes kezeleacutes 35

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes 35

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 36

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes 36

A FOTOTERAacutePIA 36 A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia 36

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes 37

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes 37

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes 37

Leacutezerkezeleacutesek 38

A MECHANOTERAacutePIA 38 A gyoacutegytorna 38

Masszaacutezskezeleacutesek 38

Ultrahangkezeleacutes 38

A TERMOTERAacutePIA 39

A HIDROTERAacutePIA 40

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK 41

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK 42

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA 42

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL 42

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA) 43

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS KEacutePALKOTAacuteS) 43

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA) 44

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK 45

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA) 45

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA) 45

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA) 45

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA) 45

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK 47

Biofizika jegyzet

4

A BIOFIZIKA TAacuteRGYA

A biofizika az eacutelő szervezetek eacutes az eacuteletfolyamatok fizikaacuteja a bioloacutegiai folyamatok leiacuteraacutesa a fizika

nyelveacuten A biofizika az eacutelő anyagot vizsgaacutelja a fizika moacutedszereivel

A fizika fejlődeacuteseacutevel olyan moacutedszerek alakultak ki melyek lehetőveacute tetteacutek az anyag szerkezeteacutenek

vizsgaacutelataacutet a molekulaacutek az atomok az elektronszerkezet szintjeacuten Ezek a vizsgaacutelati moacutedszerek

alkalmazaacutesra keruumlltek a szervezet a szoumlvetek a sejtek a molekulaacutek szintjeacuten a bioloacutegiai anyagok

eseteacuten is

A biofizikai moacutedszerek kuumlloumlnboumlznek a fizikai moacutedszerektől mert a bioloacutegiai anyag eacuteletjelenseacutegeket

mutat szerkezete aacutellandoacutean vaacuteltozik Ezeacutert a biofizikai szerkezetvizsgaacutelati moacutedszereket uacutegy kellett

kifejleszteni hogy koumlvetni tudjaacutek az időbeli vaacuteltozaacutesokat is

A biofizikaacuteban sok meacutereacutesre van szuumlkseacuteg a pontos eredmeacutenyek eleacutereacuteseacutenek az eacuterdekeacuteben mert az

azonos egyedhez vagy szoumlvethez tartozoacute taacutergyai a vizsgaacutelatoknak is kuumlloumlnboumlznek egymaacutestoacutel A

bioloacutegiai objektumok vizsgaacutelata soraacuten ezeacutert előszoumlr a szerkezet egy adott aacutellapotban valoacute

meghataacuterozaacutesa toumlrteacutenik majd ezutaacuten koumlvetkezik az időbeli vaacuteltozaacutesok egymaacutesutaacutenisaacutegaacutenak a

felderiacuteteacutese A ceacutel a molekulaacuteris szintű szerkezet eacutes műkoumldeacutes megismereacutese

A biofizika aacutellandoacutean korszerűsoumldik a bioloacutegia eacutes a fizika folyamatos fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően A

biofizika a bioloacutegiaacuten eacutes a fizikaacuten kiacutevuumll maacutes tudomaacutenyokkal is szoros kapcsolatban aacutell mint peacuteldaacuteul a

keacutemia biokeacutemia informatika A fizika kuumlloumlnboumlző teruumlleteinek megvannak a bioloacutegiai orvosi

alkalmazaacutesai is

Biofizika jegyzet

5

ALAPFOGALMAK

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei

Alapegyseacuteg Jele Fizikai mennyiseacuteg Jele

meacuteter m hosszuacutesaacuteg s

maacutesodperc s idő t

kilogramm kg toumlmeg m

amper A aacuteramerősseacuteg I

kelvin K hőmeacuterseacuteklet T

kandela cd feacutenyerősseacuteg I

moacutel mol anyagmennyiseacuteg n

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok)

Toumlbbszoumlroumls Jele Vaacuteltoacuteszaacutem Toumlrt reacutesz Jele Vaacuteltoacuteszaacutem

deka- da 10 deci- d 10-1

hekto- h 102 centi- c 10-2

kilo- k 103 mili- m 10-3

mega- M 106 mikro- μ 10-6

giga- G 109 nano- n 10-9

tera- T 1012 piko- p 10-12

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek

A fizika mennyiseacutegek a koumlvetkező keacutet nagy csoportra oszthatoacutek

skalaacutermennyiseacutegek

vektormennyiseacutegek

A skalaacutermennyiseacutegek egyetlen szaacutemadattal (nagysaacuteggal) jellemezhetők

pl idő toumlmeg teacuterfogat hőmeacuterseacuteklet

A vektormennyiseacutegek egy szaacutemadattal (nagysaacuteggal) eacutes egy iraacutennyal jellemezhetők

pl elmozdulaacutes sebesseacuteg gyorsulaacutes erő

Jeloumlleacutes x

ahol x a fizikai mennyiseacuteg betűjele

A vektorokat iraacutenyiacutetott szakaszokkal (nyilakkal) aacutebraacutezoljuk

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg

A tehetetlenseacuteg toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben minden test megőrzi nyugalmi helyzeteacutet vagy egyenes

vonaluacute egyenletes mozgaacutesaacutet (mozgaacutesaacutellapotaacutet) mindaddig amiacuteg ezt egy maacutesik test vagy mező meg

nem vaacuteltoztatja

A toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg a testek tehetetlenseacutegeacutenek a meacuterteacuteke

Jele m [m] = kg

A toumlmeg szaacutemszerűen kifejezi azt hogy egy test mennyire tehetetlen

A sűrűseacuteg

A sűrűseacuteg megadja az egyseacutegnyi teacuterfogatuacute test toumlmegeacutet

Biofizika jegyzet

6

Jele ρ (roacute) [ρ] = kgm3

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

V

ρ ndash sűrűseacuteg

m ndash toumlmeg

V ndash teacuterfogat

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő

Ha egy test hat egy maacutesik testre a maacutesik is visszahat az elsőre (ugyanakkora nagysaacuteguacute de ellenteacutetes

iraacutenyuacute erővel) A testek koumllcsoumlnoumls egymaacutesra hataacutesa a koumllcsoumlnhataacutes

Az erő a testek koumllcsoumlnhataacutesaacutenak a meacuterteacuteke

Az erő a testek mozgaacutesaacutellapot-vaacuteltozaacutesaacutet (sebesseacutegvaacuteltozaacutesaacutet) okozoacute hataacutes

Jele F

[ F

] = N (newton)

A neheacutezseacutegi erő

A neheacutezseacutegi erő a Foumlld reacuteszeacuteről a koumlrnyezeteacuteben talaacutelhatoacute testekre hatoacute gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő Ez az

erő (megkoumlzeliacutetőleg) a Foumlld koumlzeacuteppontja feleacute mutat

Egy test suacutelya az az erő amellyel a test nyomja az alaacutetaacutemasztaacutest vagy huacutezza a felfuumlggeszteacutest

Jele G

[ G

] = N

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

gmG

G ndash suacutely

m ndash toumlmeg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g = 981ms2)

A gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes az a gyorsulaacutes amellyel a szabadon eső testek rendelkeznek amennyiben a

leacutegellenaacutellaacutes nem befolyaacutesolja mozgaacutesukat

Valamely testre hatoacute neheacutezseacutegi erő nagysaacutega eacutes annak suacutelyaacutenak nagysaacutega megegyezik

Suacutelytalansaacuteg a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban a testek nem nyomjaacutek az alaacutetaacutemasztaacutest eacutes nem huacutezzaacutek a

felfuumlggeszteacutest

A szabadon eső testek a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban vannak

A toumlmeg eacutes a suacutely koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg

a toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemzi kilogrammban meacuterjuumlk

a suacutely egy erő newtonban meacuterjuumlk

Valamely test suacutelya fuumlgg a gravitaacutecioacutes koumlruumllmeacutenyektől (pl kuumlloumlnboumlzik a Foumlldoumln eacutes a Holdon) toumlmege

viszont minden koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ugyanakkora

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet

A lenduumllet a testek mozgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a toumlmeg eacutes a sebesseacuteg szorzatakeacutent

eacutertelmezett

A forgatoacutenyomateacutek valamely erő forgatoacutehataacutesaacutet jellemző mennyiseacuteg mely az erő eacutes annak

forgaacutestengelytől meacutert taacutevolsaacutegaacutenak a szorzatakeacutent eacutertelmezett

A perduumllet valamely test forgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a test lenduumllet-nyomateacuteka

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

3

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal 33

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal 34

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal 34

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute 34

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek 35

Darsonvalisatio 35

Diatermiaacutes kezeleacutes 35

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes 35

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 36

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes 36

A FOTOTERAacutePIA 36 A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia 36

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes 37

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes 37

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes 37

Leacutezerkezeleacutesek 38

A MECHANOTERAacutePIA 38 A gyoacutegytorna 38

Masszaacutezskezeleacutesek 38

Ultrahangkezeleacutes 38

A TERMOTERAacutePIA 39

A HIDROTERAacutePIA 40

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK 41

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK 42

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA 42

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL 42

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA) 43

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS KEacutePALKOTAacuteS) 43

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA) 44

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK 45

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA) 45

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA) 45

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA) 45

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA) 45

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK 47

Biofizika jegyzet

4

A BIOFIZIKA TAacuteRGYA

A biofizika az eacutelő szervezetek eacutes az eacuteletfolyamatok fizikaacuteja a bioloacutegiai folyamatok leiacuteraacutesa a fizika

nyelveacuten A biofizika az eacutelő anyagot vizsgaacutelja a fizika moacutedszereivel

A fizika fejlődeacuteseacutevel olyan moacutedszerek alakultak ki melyek lehetőveacute tetteacutek az anyag szerkezeteacutenek

vizsgaacutelataacutet a molekulaacutek az atomok az elektronszerkezet szintjeacuten Ezek a vizsgaacutelati moacutedszerek

alkalmazaacutesra keruumlltek a szervezet a szoumlvetek a sejtek a molekulaacutek szintjeacuten a bioloacutegiai anyagok

eseteacuten is

A biofizikai moacutedszerek kuumlloumlnboumlznek a fizikai moacutedszerektől mert a bioloacutegiai anyag eacuteletjelenseacutegeket

mutat szerkezete aacutellandoacutean vaacuteltozik Ezeacutert a biofizikai szerkezetvizsgaacutelati moacutedszereket uacutegy kellett

kifejleszteni hogy koumlvetni tudjaacutek az időbeli vaacuteltozaacutesokat is

A biofizikaacuteban sok meacutereacutesre van szuumlkseacuteg a pontos eredmeacutenyek eleacutereacuteseacutenek az eacuterdekeacuteben mert az

azonos egyedhez vagy szoumlvethez tartozoacute taacutergyai a vizsgaacutelatoknak is kuumlloumlnboumlznek egymaacutestoacutel A

bioloacutegiai objektumok vizsgaacutelata soraacuten ezeacutert előszoumlr a szerkezet egy adott aacutellapotban valoacute

meghataacuterozaacutesa toumlrteacutenik majd ezutaacuten koumlvetkezik az időbeli vaacuteltozaacutesok egymaacutesutaacutenisaacutegaacutenak a

felderiacuteteacutese A ceacutel a molekulaacuteris szintű szerkezet eacutes műkoumldeacutes megismereacutese

A biofizika aacutellandoacutean korszerűsoumldik a bioloacutegia eacutes a fizika folyamatos fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően A

biofizika a bioloacutegiaacuten eacutes a fizikaacuten kiacutevuumll maacutes tudomaacutenyokkal is szoros kapcsolatban aacutell mint peacuteldaacuteul a

keacutemia biokeacutemia informatika A fizika kuumlloumlnboumlző teruumlleteinek megvannak a bioloacutegiai orvosi

alkalmazaacutesai is

Biofizika jegyzet

5

ALAPFOGALMAK

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei

Alapegyseacuteg Jele Fizikai mennyiseacuteg Jele

meacuteter m hosszuacutesaacuteg s

maacutesodperc s idő t

kilogramm kg toumlmeg m

amper A aacuteramerősseacuteg I

kelvin K hőmeacuterseacuteklet T

kandela cd feacutenyerősseacuteg I

moacutel mol anyagmennyiseacuteg n

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok)

Toumlbbszoumlroumls Jele Vaacuteltoacuteszaacutem Toumlrt reacutesz Jele Vaacuteltoacuteszaacutem

deka- da 10 deci- d 10-1

hekto- h 102 centi- c 10-2

kilo- k 103 mili- m 10-3

mega- M 106 mikro- μ 10-6

giga- G 109 nano- n 10-9

tera- T 1012 piko- p 10-12

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek

A fizika mennyiseacutegek a koumlvetkező keacutet nagy csoportra oszthatoacutek

skalaacutermennyiseacutegek

vektormennyiseacutegek

A skalaacutermennyiseacutegek egyetlen szaacutemadattal (nagysaacuteggal) jellemezhetők

pl idő toumlmeg teacuterfogat hőmeacuterseacuteklet

A vektormennyiseacutegek egy szaacutemadattal (nagysaacuteggal) eacutes egy iraacutennyal jellemezhetők

pl elmozdulaacutes sebesseacuteg gyorsulaacutes erő

Jeloumlleacutes x

ahol x a fizikai mennyiseacuteg betűjele

A vektorokat iraacutenyiacutetott szakaszokkal (nyilakkal) aacutebraacutezoljuk

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg

A tehetetlenseacuteg toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben minden test megőrzi nyugalmi helyzeteacutet vagy egyenes

vonaluacute egyenletes mozgaacutesaacutet (mozgaacutesaacutellapotaacutet) mindaddig amiacuteg ezt egy maacutesik test vagy mező meg

nem vaacuteltoztatja

A toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg a testek tehetetlenseacutegeacutenek a meacuterteacuteke

Jele m [m] = kg

A toumlmeg szaacutemszerűen kifejezi azt hogy egy test mennyire tehetetlen

A sűrűseacuteg

A sűrűseacuteg megadja az egyseacutegnyi teacuterfogatuacute test toumlmegeacutet

Biofizika jegyzet

6

Jele ρ (roacute) [ρ] = kgm3

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

V

ρ ndash sűrűseacuteg

m ndash toumlmeg

V ndash teacuterfogat

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő

Ha egy test hat egy maacutesik testre a maacutesik is visszahat az elsőre (ugyanakkora nagysaacuteguacute de ellenteacutetes

iraacutenyuacute erővel) A testek koumllcsoumlnoumls egymaacutesra hataacutesa a koumllcsoumlnhataacutes

Az erő a testek koumllcsoumlnhataacutesaacutenak a meacuterteacuteke

Az erő a testek mozgaacutesaacutellapot-vaacuteltozaacutesaacutet (sebesseacutegvaacuteltozaacutesaacutet) okozoacute hataacutes

Jele F

[ F

] = N (newton)

A neheacutezseacutegi erő

A neheacutezseacutegi erő a Foumlld reacuteszeacuteről a koumlrnyezeteacuteben talaacutelhatoacute testekre hatoacute gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő Ez az

erő (megkoumlzeliacutetőleg) a Foumlld koumlzeacuteppontja feleacute mutat

Egy test suacutelya az az erő amellyel a test nyomja az alaacutetaacutemasztaacutest vagy huacutezza a felfuumlggeszteacutest

Jele G

[ G

] = N

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

gmG

G ndash suacutely

m ndash toumlmeg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g = 981ms2)

A gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes az a gyorsulaacutes amellyel a szabadon eső testek rendelkeznek amennyiben a

leacutegellenaacutellaacutes nem befolyaacutesolja mozgaacutesukat

Valamely testre hatoacute neheacutezseacutegi erő nagysaacutega eacutes annak suacutelyaacutenak nagysaacutega megegyezik

Suacutelytalansaacuteg a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban a testek nem nyomjaacutek az alaacutetaacutemasztaacutest eacutes nem huacutezzaacutek a

felfuumlggeszteacutest

A szabadon eső testek a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban vannak

A toumlmeg eacutes a suacutely koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg

a toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemzi kilogrammban meacuterjuumlk

a suacutely egy erő newtonban meacuterjuumlk

Valamely test suacutelya fuumlgg a gravitaacutecioacutes koumlruumllmeacutenyektől (pl kuumlloumlnboumlzik a Foumlldoumln eacutes a Holdon) toumlmege

viszont minden koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ugyanakkora

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet

A lenduumllet a testek mozgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a toumlmeg eacutes a sebesseacuteg szorzatakeacutent

eacutertelmezett

A forgatoacutenyomateacutek valamely erő forgatoacutehataacutesaacutet jellemző mennyiseacuteg mely az erő eacutes annak

forgaacutestengelytől meacutert taacutevolsaacutegaacutenak a szorzatakeacutent eacutertelmezett

A perduumllet valamely test forgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a test lenduumllet-nyomateacuteka

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

4

A BIOFIZIKA TAacuteRGYA

A biofizika az eacutelő szervezetek eacutes az eacuteletfolyamatok fizikaacuteja a bioloacutegiai folyamatok leiacuteraacutesa a fizika

nyelveacuten A biofizika az eacutelő anyagot vizsgaacutelja a fizika moacutedszereivel

A fizika fejlődeacuteseacutevel olyan moacutedszerek alakultak ki melyek lehetőveacute tetteacutek az anyag szerkezeteacutenek

vizsgaacutelataacutet a molekulaacutek az atomok az elektronszerkezet szintjeacuten Ezek a vizsgaacutelati moacutedszerek

alkalmazaacutesra keruumlltek a szervezet a szoumlvetek a sejtek a molekulaacutek szintjeacuten a bioloacutegiai anyagok

eseteacuten is

A biofizikai moacutedszerek kuumlloumlnboumlznek a fizikai moacutedszerektől mert a bioloacutegiai anyag eacuteletjelenseacutegeket

mutat szerkezete aacutellandoacutean vaacuteltozik Ezeacutert a biofizikai szerkezetvizsgaacutelati moacutedszereket uacutegy kellett

kifejleszteni hogy koumlvetni tudjaacutek az időbeli vaacuteltozaacutesokat is

A biofizikaacuteban sok meacutereacutesre van szuumlkseacuteg a pontos eredmeacutenyek eleacutereacuteseacutenek az eacuterdekeacuteben mert az

azonos egyedhez vagy szoumlvethez tartozoacute taacutergyai a vizsgaacutelatoknak is kuumlloumlnboumlznek egymaacutestoacutel A

bioloacutegiai objektumok vizsgaacutelata soraacuten ezeacutert előszoumlr a szerkezet egy adott aacutellapotban valoacute

meghataacuterozaacutesa toumlrteacutenik majd ezutaacuten koumlvetkezik az időbeli vaacuteltozaacutesok egymaacutesutaacutenisaacutegaacutenak a

felderiacuteteacutese A ceacutel a molekulaacuteris szintű szerkezet eacutes műkoumldeacutes megismereacutese

A biofizika aacutellandoacutean korszerűsoumldik a bioloacutegia eacutes a fizika folyamatos fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően A

biofizika a bioloacutegiaacuten eacutes a fizikaacuten kiacutevuumll maacutes tudomaacutenyokkal is szoros kapcsolatban aacutell mint peacuteldaacuteul a

keacutemia biokeacutemia informatika A fizika kuumlloumlnboumlző teruumlleteinek megvannak a bioloacutegiai orvosi

alkalmazaacutesai is

Biofizika jegyzet

5

ALAPFOGALMAK

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei

Alapegyseacuteg Jele Fizikai mennyiseacuteg Jele

meacuteter m hosszuacutesaacuteg s

maacutesodperc s idő t

kilogramm kg toumlmeg m

amper A aacuteramerősseacuteg I

kelvin K hőmeacuterseacuteklet T

kandela cd feacutenyerősseacuteg I

moacutel mol anyagmennyiseacuteg n

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok)

Toumlbbszoumlroumls Jele Vaacuteltoacuteszaacutem Toumlrt reacutesz Jele Vaacuteltoacuteszaacutem

deka- da 10 deci- d 10-1

hekto- h 102 centi- c 10-2

kilo- k 103 mili- m 10-3

mega- M 106 mikro- μ 10-6

giga- G 109 nano- n 10-9

tera- T 1012 piko- p 10-12

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek

A fizika mennyiseacutegek a koumlvetkező keacutet nagy csoportra oszthatoacutek

skalaacutermennyiseacutegek

vektormennyiseacutegek

A skalaacutermennyiseacutegek egyetlen szaacutemadattal (nagysaacuteggal) jellemezhetők

pl idő toumlmeg teacuterfogat hőmeacuterseacuteklet

A vektormennyiseacutegek egy szaacutemadattal (nagysaacuteggal) eacutes egy iraacutennyal jellemezhetők

pl elmozdulaacutes sebesseacuteg gyorsulaacutes erő

Jeloumlleacutes x

ahol x a fizikai mennyiseacuteg betűjele

A vektorokat iraacutenyiacutetott szakaszokkal (nyilakkal) aacutebraacutezoljuk

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg

A tehetetlenseacuteg toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben minden test megőrzi nyugalmi helyzeteacutet vagy egyenes

vonaluacute egyenletes mozgaacutesaacutet (mozgaacutesaacutellapotaacutet) mindaddig amiacuteg ezt egy maacutesik test vagy mező meg

nem vaacuteltoztatja

A toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg a testek tehetetlenseacutegeacutenek a meacuterteacuteke

Jele m [m] = kg

A toumlmeg szaacutemszerűen kifejezi azt hogy egy test mennyire tehetetlen

A sűrűseacuteg

A sűrűseacuteg megadja az egyseacutegnyi teacuterfogatuacute test toumlmegeacutet

Biofizika jegyzet

6

Jele ρ (roacute) [ρ] = kgm3

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

V

ρ ndash sűrűseacuteg

m ndash toumlmeg

V ndash teacuterfogat

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő

Ha egy test hat egy maacutesik testre a maacutesik is visszahat az elsőre (ugyanakkora nagysaacuteguacute de ellenteacutetes

iraacutenyuacute erővel) A testek koumllcsoumlnoumls egymaacutesra hataacutesa a koumllcsoumlnhataacutes

Az erő a testek koumllcsoumlnhataacutesaacutenak a meacuterteacuteke

Az erő a testek mozgaacutesaacutellapot-vaacuteltozaacutesaacutet (sebesseacutegvaacuteltozaacutesaacutet) okozoacute hataacutes

Jele F

[ F

] = N (newton)

A neheacutezseacutegi erő

A neheacutezseacutegi erő a Foumlld reacuteszeacuteről a koumlrnyezeteacuteben talaacutelhatoacute testekre hatoacute gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő Ez az

erő (megkoumlzeliacutetőleg) a Foumlld koumlzeacuteppontja feleacute mutat

Egy test suacutelya az az erő amellyel a test nyomja az alaacutetaacutemasztaacutest vagy huacutezza a felfuumlggeszteacutest

Jele G

[ G

] = N

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

gmG

G ndash suacutely

m ndash toumlmeg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g = 981ms2)

A gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes az a gyorsulaacutes amellyel a szabadon eső testek rendelkeznek amennyiben a

leacutegellenaacutellaacutes nem befolyaacutesolja mozgaacutesukat

Valamely testre hatoacute neheacutezseacutegi erő nagysaacutega eacutes annak suacutelyaacutenak nagysaacutega megegyezik

Suacutelytalansaacuteg a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban a testek nem nyomjaacutek az alaacutetaacutemasztaacutest eacutes nem huacutezzaacutek a

felfuumlggeszteacutest

A szabadon eső testek a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban vannak

A toumlmeg eacutes a suacutely koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg

a toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemzi kilogrammban meacuterjuumlk

a suacutely egy erő newtonban meacuterjuumlk

Valamely test suacutelya fuumlgg a gravitaacutecioacutes koumlruumllmeacutenyektől (pl kuumlloumlnboumlzik a Foumlldoumln eacutes a Holdon) toumlmege

viszont minden koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ugyanakkora

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet

A lenduumllet a testek mozgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a toumlmeg eacutes a sebesseacuteg szorzatakeacutent

eacutertelmezett

A forgatoacutenyomateacutek valamely erő forgatoacutehataacutesaacutet jellemző mennyiseacuteg mely az erő eacutes annak

forgaacutestengelytől meacutert taacutevolsaacutegaacutenak a szorzatakeacutent eacutertelmezett

A perduumllet valamely test forgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a test lenduumllet-nyomateacuteka

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

5

ALAPFOGALMAK

A nemzetkoumlzi meacuterteacutekegyseacutegrendszer (SI) alapegyseacutegei

Alapegyseacuteg Jele Fizikai mennyiseacuteg Jele

meacuteter m hosszuacutesaacuteg s

maacutesodperc s idő t

kilogramm kg toumlmeg m

amper A aacuteramerősseacuteg I

kelvin K hőmeacuterseacuteklet T

kandela cd feacutenyerősseacuteg I

moacutel mol anyagmennyiseacuteg n

Meacuterteacutekegyseacutegek toumlbbszoumlroumlsei eacutes toumlrt reacuteszei (prefixumok)

Toumlbbszoumlroumls Jele Vaacuteltoacuteszaacutem Toumlrt reacutesz Jele Vaacuteltoacuteszaacutem

deka- da 10 deci- d 10-1

hekto- h 102 centi- c 10-2

kilo- k 103 mili- m 10-3

mega- M 106 mikro- μ 10-6

giga- G 109 nano- n 10-9

tera- T 1012 piko- p 10-12

Skalaacuterndash eacutes vektormennyiseacutegek

A fizika mennyiseacutegek a koumlvetkező keacutet nagy csoportra oszthatoacutek

skalaacutermennyiseacutegek

vektormennyiseacutegek

A skalaacutermennyiseacutegek egyetlen szaacutemadattal (nagysaacuteggal) jellemezhetők

pl idő toumlmeg teacuterfogat hőmeacuterseacuteklet

A vektormennyiseacutegek egy szaacutemadattal (nagysaacuteggal) eacutes egy iraacutennyal jellemezhetők

pl elmozdulaacutes sebesseacuteg gyorsulaacutes erő

Jeloumlleacutes x

ahol x a fizikai mennyiseacuteg betűjele

A vektorokat iraacutenyiacutetott szakaszokkal (nyilakkal) aacutebraacutezoljuk

A testek tehetetlenseacutege a toumlmeg

A tehetetlenseacuteg toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben minden test megőrzi nyugalmi helyzeteacutet vagy egyenes

vonaluacute egyenletes mozgaacutesaacutet (mozgaacutesaacutellapotaacutet) mindaddig amiacuteg ezt egy maacutesik test vagy mező meg

nem vaacuteltoztatja

A toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg a testek tehetetlenseacutegeacutenek a meacuterteacuteke

Jele m [m] = kg

A toumlmeg szaacutemszerűen kifejezi azt hogy egy test mennyire tehetetlen

A sűrűseacuteg

A sűrűseacuteg megadja az egyseacutegnyi teacuterfogatuacute test toumlmegeacutet

Biofizika jegyzet

6

Jele ρ (roacute) [ρ] = kgm3

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

V

ρ ndash sűrűseacuteg

m ndash toumlmeg

V ndash teacuterfogat

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő

Ha egy test hat egy maacutesik testre a maacutesik is visszahat az elsőre (ugyanakkora nagysaacuteguacute de ellenteacutetes

iraacutenyuacute erővel) A testek koumllcsoumlnoumls egymaacutesra hataacutesa a koumllcsoumlnhataacutes

Az erő a testek koumllcsoumlnhataacutesaacutenak a meacuterteacuteke

Az erő a testek mozgaacutesaacutellapot-vaacuteltozaacutesaacutet (sebesseacutegvaacuteltozaacutesaacutet) okozoacute hataacutes

Jele F

[ F

] = N (newton)

A neheacutezseacutegi erő

A neheacutezseacutegi erő a Foumlld reacuteszeacuteről a koumlrnyezeteacuteben talaacutelhatoacute testekre hatoacute gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő Ez az

erő (megkoumlzeliacutetőleg) a Foumlld koumlzeacuteppontja feleacute mutat

Egy test suacutelya az az erő amellyel a test nyomja az alaacutetaacutemasztaacutest vagy huacutezza a felfuumlggeszteacutest

Jele G

[ G

] = N

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

gmG

G ndash suacutely

m ndash toumlmeg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g = 981ms2)

A gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes az a gyorsulaacutes amellyel a szabadon eső testek rendelkeznek amennyiben a

leacutegellenaacutellaacutes nem befolyaacutesolja mozgaacutesukat

Valamely testre hatoacute neheacutezseacutegi erő nagysaacutega eacutes annak suacutelyaacutenak nagysaacutega megegyezik

Suacutelytalansaacuteg a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban a testek nem nyomjaacutek az alaacutetaacutemasztaacutest eacutes nem huacutezzaacutek a

felfuumlggeszteacutest

A szabadon eső testek a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban vannak

A toumlmeg eacutes a suacutely koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg

a toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemzi kilogrammban meacuterjuumlk

a suacutely egy erő newtonban meacuterjuumlk

Valamely test suacutelya fuumlgg a gravitaacutecioacutes koumlruumllmeacutenyektől (pl kuumlloumlnboumlzik a Foumlldoumln eacutes a Holdon) toumlmege

viszont minden koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ugyanakkora

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet

A lenduumllet a testek mozgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a toumlmeg eacutes a sebesseacuteg szorzatakeacutent

eacutertelmezett

A forgatoacutenyomateacutek valamely erő forgatoacutehataacutesaacutet jellemző mennyiseacuteg mely az erő eacutes annak

forgaacutestengelytől meacutert taacutevolsaacutegaacutenak a szorzatakeacutent eacutertelmezett

A perduumllet valamely test forgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a test lenduumllet-nyomateacuteka

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

6

Jele ρ (roacute) [ρ] = kgm3

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

V

ρ ndash sűrűseacuteg

m ndash toumlmeg

V ndash teacuterfogat

A testek koumllcsoumlnhataacutesa az erő

Ha egy test hat egy maacutesik testre a maacutesik is visszahat az elsőre (ugyanakkora nagysaacuteguacute de ellenteacutetes

iraacutenyuacute erővel) A testek koumllcsoumlnoumls egymaacutesra hataacutesa a koumllcsoumlnhataacutes

Az erő a testek koumllcsoumlnhataacutesaacutenak a meacuterteacuteke

Az erő a testek mozgaacutesaacutellapot-vaacuteltozaacutesaacutet (sebesseacutegvaacuteltozaacutesaacutet) okozoacute hataacutes

Jele F

[ F

] = N (newton)

A neheacutezseacutegi erő

A neheacutezseacutegi erő a Foumlld reacuteszeacuteről a koumlrnyezeteacuteben talaacutelhatoacute testekre hatoacute gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő Ez az

erő (megkoumlzeliacutetőleg) a Foumlld koumlzeacuteppontja feleacute mutat

Egy test suacutelya az az erő amellyel a test nyomja az alaacutetaacutemasztaacutest vagy huacutezza a felfuumlggeszteacutest

Jele G

[ G

] = N

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

gmG

G ndash suacutely

m ndash toumlmeg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g = 981ms2)

A gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes az a gyorsulaacutes amellyel a szabadon eső testek rendelkeznek amennyiben a

leacutegellenaacutellaacutes nem befolyaacutesolja mozgaacutesukat

Valamely testre hatoacute neheacutezseacutegi erő nagysaacutega eacutes annak suacutelyaacutenak nagysaacutega megegyezik

Suacutelytalansaacuteg a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban a testek nem nyomjaacutek az alaacutetaacutemasztaacutest eacutes nem huacutezzaacutek a

felfuumlggeszteacutest

A szabadon eső testek a suacutelytalansaacuteg aacutellapotaacuteban vannak

A toumlmeg eacutes a suacutely koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg

a toumlmeg a testek tehetetlenseacutegeacutet jellemzi kilogrammban meacuterjuumlk

a suacutely egy erő newtonban meacuterjuumlk

Valamely test suacutelya fuumlgg a gravitaacutecioacutes koumlruumllmeacutenyektől (pl kuumlloumlnboumlzik a Foumlldoumln eacutes a Holdon) toumlmege

viszont minden koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ugyanakkora

A lenduumllet a forgatoacutenyomateacutek a perduumllet

A lenduumllet a testek mozgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a toumlmeg eacutes a sebesseacuteg szorzatakeacutent

eacutertelmezett

A forgatoacutenyomateacutek valamely erő forgatoacutehataacutesaacutet jellemző mennyiseacuteg mely az erő eacutes annak

forgaacutestengelytől meacutert taacutevolsaacutegaacutenak a szorzatakeacutent eacutertelmezett

A perduumllet valamely test forgaacutesaacutellapotaacutet jellemző mennyiseacuteg amely a test lenduumllet-nyomateacuteka

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

7

A mechanikai munka

Egy erő akkor veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat elmozdul a hataacutesaacutera

Jele W [W] = J (joule)

Egy erő akkor nem veacutegez munkaacutet ha a test amelyre hat nem mozdul el a hataacutesaacutera

A teljesiacutetmeacuteny

A teljesiacutetmeacuteny a munkaveacutegzeacutes sebesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

A teljesiacutetmeacuteny megadja azt hogy egy erő egy maacutesodperc alatt mennyi munkaacutet veacutegez

Jele P [P] = W (watt)

A mechanikai energia

Az energia a testek munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző fizikai mennyiseacuteg

Ha egy test baacutermilyen okboacutel kifolyoacutelag munkaveacutegzeacutesre keacutepes energiaacuteval rendelkezik

Jele E [E] = J (joule)

A rezgő mozgaacutes a rezgő mozgaacutest jellemző mennyiseacutegek

Rezgő mozgaacutest veacutegző test a nyugalmi (egyensuacutelyi) helyzeteacutehez viszonyiacutetva szimmetrikusan mozog

eacutes mozgaacutesa azonos időkoumlzoumlnkeacutent megismeacutetlődik

A perioacutedusidő egy teljes rezgeacutes elveacutegzeacuteseacutehez szuumlkseacuteges idő

Jele T [T] = s

A frekvencia az egy maacutesodperc alatt elveacutegzett rezgeacutesek szaacutema

Jele f [f] = 1s = Hz (hertz)

1Tf

A kiteacutereacutes a test aktuaacutelis eacutes nyugalmi helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Az amplituacutedoacute a test nyugalmi helyzete eacutes valamelyik szeacutelső helyzete koumlzoumltti taacutevolsaacuteg (a test

legnagyobb kiteacutereacutese)

A faacutezis a rezgeacutesaacutellapotot jellemzi Megadja azt hogy a rezgő test egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutet

teljesiacutetette egy adott időpontig Egy teljes rezgeacutesnek megfelel 2middotπ radiaacuten faacuteziseacuterteacutek

A faacuteziskuumlloumlnbseacuteg keacutet rezgeacutes koumlzoumltt megadja azt hogy egy teljes rezgeacutes haacutenyad reacuteszeacutevel előzi meg

egyik rezgeacutes a maacutesikat

nyugalmi helyzet

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

8

Rezgeacutestiacutepusok

Csillapiacutetott rezgeacutes eseteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten csoumlkken

Csillapiacutetatlan rezgeacutes esteacuten az amplituacutedoacute a rezgeacutes soraacuten nem vaacuteltozik meg

Keacutenyszerrezgeacutes a rezonancia

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a test azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődő (periodikus) kuumllső hataacutesra veacutegez rezgő

mozgaacutest

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten a rezgeacutes frekvenciaacuteja megegyezik a kuumllső hataacutes frekvenciaacutejaacuteval

Keacutenyszerrezgeacutes eseteacuten ha a kuumllső hataacutes frekvenciaacuteja megegyezik a rezgő test sajaacutet frekvenciaacutejaacuteval

akkor felleacutep a rezonancia jelenseacutege melynek soraacuten a rezgeacutes amplituacutedoacuteja maximaacutelis

Mechanikai hullaacutem

A mechanikai hullaacutem a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjedeacutesi folyamata rugalmas anyagban

A hullaacutem terjedeacutesekor az anyag reacuteszecskeacutei nem veacutegeznek haladoacute mozgaacutest csak rezgő mozgaacutest amely

reacuteszecskeacuteről reacuteszecskeacutere adoacutedik aacutet

A hullaacutemhossz

A hullaacutemhossz az a taacutevolsaacuteg amelyre a hullaacutemforraacutes egy teljes rezgeacutesideje alatt eljut a rezgő mozgaacutes

A hullaacutemhossz keacutet egymaacuteshoz legkoumlzelebb leacutevő azonos moacutedon rezgő reacuteszecske koumlzoumltti taacutevolsaacuteg

Jele λ (lambda) [λ] = m

kiteacutereacutes

idő

kiteacutereacutes

idő

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

9

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege

A hullaacutem terjedeacutesi sebesseacutege az a sebesseacuteg amellyel a rezgő mozgaacutes tovaacutebbterjed az illető anyagban

(koumlzegben)

T

λv

v ndash sebesseacuteg

λ ndash hullaacutemhossz

T ndash perioacutedusidő

vagy

fλv f ndash frekvencia

Hullaacutemtiacutepusok

Transzverzaacutelis (kereszt iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya merőleges a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacutera

pl viacutez felsziacuteneacuten terjedő hullaacutem

Longitudinaacutelis (hosszanti iraacutenyuacute) hullaacutemok eseteacuten a reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya paacuterhuzamos a

hullaacutemterjedeacutes iraacutenyaacuteval

pl hang

Hullaacutemterjedeacutesi jelenseacutegek

Hullaacutem-visszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez

amely keacutet anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd onnan visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe eacutes ott

folytatja tovaacutebb az uacutetjaacutet

Hullaacutemtoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem eleacuter egy hataacuterfeluumllethez amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel majd azon aacutethaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A jelenseacuteg oka az hogy a hullaacutemok a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjednek

λ

λ

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

hullaacutemterjedeacutes iraacutenya

reacuteszecskeacutek rezgeacutesi iraacutenya

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

10

Hullaacutemelhajlaacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a mechanikai hullaacutem akadaacutely mellett elhaladva vagy

reacutesen keresztuumllhaladva megvaacuteltoztatja terjedeacutesi iraacutenyaacutet

A hullaacutemelhajlaacutes meacuterteacuteke reacutes eseteacuten fuumlgg a reacutes hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott nagysaacutegaacutetoacutel (legnagyobb

meacuterteacutekű ha a keacutet taacutevolsaacuteg egymaacutessal oumlsszemeacuterhető)

Interferencia (hullaacutemtalaacutelkozaacutes) az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet (vagy toumlbb) azonos

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutem a teacuter egy adott pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy

gyengiacutetve egymaacutest

A hang

A hang egy longitudinaacutelis mechanikai hullaacutem

A hang nem terjed leacuteguumlres teacuterben

A hang frekvencia szerinti osztaacutelyozaacutesa

infrahang f lt 20Hz

hallhatoacute hang 20Hz lt f lt 20 000Hz

ultrahang f gt 20 000Hz

A hang terjedeacutesi sebesseacutege

levegőben 340ms

viacutezben 1400ms

aceacutelban 5100ms

A Doppler-hataacutes

A Doppler-hataacutes a megfigyelőhoumlz viszonyiacutetva mozgaacutesban levő hangforraacutes vagy a hangforraacuteshoz

viszonyiacutetva mozgaacutesban levő megfigyelő eseteacuten jelentkezik

Ha a hangforraacutes eacutes a megfigyelő koumlzelednek egymaacuteshoz a hang frekvenciaacuteja megnő (a hang

magasabbaacute vaacutelik) ha taacutevolodnak egymaacutestoacutel a frekvenciaacuteja lecsoumlkken (a hang meacutelyebbeacute vaacutelik)

A frekvencia eltoloacutedaacutes meacuterteacuteke fuumlgg a hangforraacutes eacutes a megfigyelő egymaacuteshoz viszonyiacutetott

sebesseacutegeacutetől

A hangintenzitaacutes (hangerősseacuteg)

A hangintenzitaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlleten egyseacutegnyi idő alatt merőlegesen aacutetaacuteramlott

hangenergia mennyiseacutegeacutet

Jele I [I] = Wm2

A hangintenzitaacutes decibel-ben (dB) fejezhető ki amely az adott hang intenzitaacutesaacutenak a hallaacuteskuumlszoumlb

hangintenzitaacutesaacutehoz valoacute viszonyaacutet adja meg

A hallaacuteskuumlszoumlb I0 = 10-12Wm2 (tapasztalati uacuteton megvaacutelasztott eacuterteacutek)

0

II

Ilg10L (decibel)

A logaritmusos skaacutelaacutet a hangforraacutesok teljesiacutetmeacutenyeacutenek nagyon szeacuteles tartomaacutenya (12-13

nagysaacutegrend) miatt volt ceacutelszerű bevezetni

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa

Az ultrahang előaacutelliacutetaacutesa jellemzően az elektrostrikcioacute eacutes a magnetostrikcioacute jelenseacutegeacuten alapul

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

11

A piezoelektromossaacuteg bizonyos kristaacutelyok azon tulajdonsaacutega hogy mechanikai hataacutesra feszuumlltseacuteg

jelenik meg bennuumlk Ez a hataacutes meg is fordiacutethatoacute

Az elektrostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten egy kristaacutely feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera rugalmas

alakvaacuteltozaacutest szenved Ilyen kristaacutely peacuteldaacuteul a kvarc Piezoelektromos kristaacutelyok segiacutetseacutegeacutevel

nagyfrekvenciaacutes feszuumlltseacuteg alkalmazaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő

A magnetostrikcioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten bizonyos maacutegneses anyagok maacutegneses teacuterben

megvaacuteltoztatjaacutek alakjukat Ilyen anyagok segiacutetseacutegeacutevel nagyfrekvenciaacuteval vaacuteltozoacute maacutegneses teacuter

felhasznaacutelaacutesaacuteval ultrahang aacutelliacutethatoacute elő Ilyen anyag peacuteldaacuteul a nikkel

Az ultrahang passziacutev alkalmazaacutesa soraacuten kis energiaacutejuacute ultrahangot alkalmaznak taacutevolsaacuteg meacutereacutesre

vizsgaacutelatok elveacutegzeacuteseacutere

Az aktiacutev alkalmazaacutes eseteacuten nagy energiaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak keacutemiai reakcioacutek vagy bioloacutegiai

folyamatok serkenteacuteseacutere bakteacuteriumok elpusztiacutetaacutesaacutera

A gyoacutegyaacuteszatban az ultrahang előaacutelliacutetaacutesaacutera illetve eacuterzeacutekeleacuteseacutere az elektrostrikcioacute jelenseacutegeacutet

alkalmazzaacutek a transzducernek nevezett ultrahangos fejegyseacuteg eseteacuteben

Halmazaacutellapotok jellemzeacutese

A szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek helyhez koumltoumlttek nem veacutegeznek haladoacute

mozgaacutest az anyag belsejeacuteben csak rezgő mozgaacutest veacutegeznek egy pont koumlruumll

A szilaacuterd anyagok rendelkeznek sajaacutet alakkal eacutes sajaacutet teacuterfogattal

A folyeacutekony halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve rendezetlen

(oumlssze-vissza) mozgaacutest veacutegeznek az anyag belsejeacuteben A folyadeacutekokat alkotoacute reacuteszecskeacutek koumlzel

talaacutelhatoacutek egymaacuteshoz a koumlzoumlttuumlk hatoacute vonzoacuteerők miatt

A folyadeacutekok nem rendelkeznek sajaacutet alakkal de rendelkeznek sajaacutet teacuterfogattal

A folyadeacutekok oumlsszenyomhatatlanok (gyakorlatilag csak roppant kismeacuterteacutekben nyomhatoacuteak oumlssze)

A leacutegnemű (gaacutez gőz) halmazaacutellapotuacute anyagokat alkotoacute reacuteszecskeacutek nincsenek helyhez koumltve

rendezetlen mozgaacutest veacutegeznek eacutes tetszőleges taacutevolsaacutegra eltaacutevolodhatnak egymaacutestoacutel (koumlzoumlttuumlk nem

hatnak vonzoacuteerők)

A leacutegnemű halmazaacutellapotuacute anyagok nem rendelkeznek sem sajaacutet alakkal sem sajaacutet teacuterfogattal

kitoumlltik a rendelkezeacutesuumlkre aacutelloacute teret

A plazma aacutellapot olyan leacutegnemű aacutellapot amelynek eseteacuteben az anyagot alkotoacute reacuteszecskeacutek nem

semlegesek elektromos szempontboacutel (mint a leacutegnemű anyagok eseteacuteben) hanem toumllteacutessel

rendelkeznek A plazma aacutellapot ionizaacutelt gaacutezaacutellapot A plazmaacutet pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Mivel a plazma toumlltoumltt reacuteszecskeacutekből aacutell elektromos eacutes maacutegneses tulajdonsaacutegai jelentősen elteacuternek a

leacutegnemű anyagokeacuteitoacutel

A diffuacutezioacute

A diffuacutezioacute az a jelenseacuteg melynek soraacuten keacutet vagy kettőneacutel toumlbb kuumlloumlnboumlző fajta gaacutez (vagy folyadeacutek)

kuumllső hataacutes neacutelkuumll oumlsszekeveredik

A diffuacutezioacutet az anyagok koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacutege miatt kialakuloacute reacuteszecskeaacuteramlaacutes okozza A folyamat

a koncentraacutecioacutekuumlloumlnbseacuteg megszűneacuteseacuteig tart

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

12

A nyomaacutes

A nyomaacutes megadja az egyseacutegnyi feluumlletre (1 neacutegyzetmeacuteter) hatoacute erő nagysaacutegaacutet

Jele p [p] = Nm2 = Pa (pascal)

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

A

Fp

p ndash nyomaacutes

F ndash erő

A ndash teruumllet

A hidrosztatikai nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes valamely (nyugalomban leacutevő) folyadeacutekoszlopban jelen levő a folyadeacutek

suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A hidrosztatikai nyomaacutes nagysaacutega fuumlgg

a folyadeacutek sűrűseacutegeacutetől

a folyadeacutekoszlop magassaacutegaacutetoacutel

a gravitaacutecioacutes teacuter erősseacutegeacutetől

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete

hgρp

p ndash hidrosztatikai nyomaacutes

ρ ndash sűrűseacuteg

g ndash gravitaacutecioacutes gyorsulaacutes (g asymp 10 ms2)

h ndash a folyadeacutekoszlop magassaacutega

A leacutegnyomaacutes

A leacutegnyomaacutes a Foumlldet koumlruumllvevő levegőreacuteteg suacutelyaacuteboacutel szaacutermazoacute nyomaacutes

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke fuumlgg

a tengerszinttől meacutert magassaacutegtoacutel

a levegő paacuteratartalmaacutetoacutel

A leacutegnyomaacutes szaacutemeacuterteacuteke a tengerszinttől meacutert magassaacuteg noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken (ugyanis csoumlkken a

levegőoszlop magassaacutega tehaacutet csoumlkken annak suacutelya is)

A leacutegnyomaacutes eacuterteacuteke tengerszint magassaacutegaacuteban 101000 Pa (= 1 atmoszfeacutera = 760 Hgmm)

Archimeacutedesz toumlrveacutenye

Minden folyadeacutekba vagy gaacutezba meruumllő testre hat egy fuumlggőlegesen felfeleacute iraacutenyuloacute erő amelynek

nagysaacutega megegyezik az illető test aacuteltal kiszoriacutetott folyadeacutek- vagy gaacutezmennyiseacuteg suacutelyaacuteval

Pascal toumlrveacutenye

Folyadeacutekokra gyakorolt kuumllső nyomaacutes a folyadeacutekban gyengiacutetetlenuumll tovaacutebbterjed (jelen lesz annak

minden pontjaacuteban) eacutes annak valamely pontjaacuteban a nagysaacutega minden iraacutenyban ugyanakkora

Aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok

Az aacuteramloacute folyadeacutekok eacutes gaacutezok nyomaacutesa kisebb mint az ugyanolyan koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt levő

nyugalomban levőkeacute

A nyomaacutescsoumlkkeneacutes meacuterteacuteke fuumlgg

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

13

az aacuteramlaacutes sebesseacutegeacutetől

a sűrűseacutegtől

A hő a hőmeacuterseacuteklet

A hő a termikus koumllcsoumlnhataacutes soraacuten bekoumlvetkező energiavaacuteltozaacutes meacuterteacuteke

Jele Q [Q] = J

A hőmeacuterseacuteklet a testek hőaacutellapotaacutet szaacutemszerűen jellemző mennyiseacuteg

Jele T [T] = K (kelvin)

Valamely test hőmeacuterseacuteklete az azt alkotoacute reacuteszecskeacutek mozgaacutesaacutenak hevesseacutegeacutevel kapcsolatos A

magasabb hőmeacuterseacuteklet hevesebb rezgő vagy gyorsabb haladoacute mozgaacutesaacutet miacuteg az alacsonyabb

hőmeacuterseacuteklet keveacutesbeacute heves rezgő vagy lassabb haladoacute mozgaacutesaacutet jelenti a reacuteszecskeacuteknek

A hőmeacuterseacuteklet egy aacutellapotot jellemez miacuteg a hő egy folyamatot

A Celsius eacutes a Kelvin hőmeacuterseacutekleti skaacutela

A Celsius-skaacutela alsoacute hataacutera a -273 degC jele t [t] = degC

A Kelvin-skaacutela alsoacute hataacutera a 0K (abszoluacutet nulla fok) jele T [T] = K

A keacutet skaacutela koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg az alsoacute hataacuter eacuterteacutekeacuteben van a keacutet skaacutela el van tolva egymaacuteshoz keacutepest

273 egyseacuteggel

A keacutet skaacutela koumlzoumltti aacutetalakiacutetaacutesi keacuteplet

273tT

A hőmeacuterseacuteklet meacutereacutese hőmeacuterők

A testek hőmeacuterseacuteklete hőmeacuterőkkel meacuterhető

A meacutereacutes alapjaacuteul szolgaacutelhat peacuteldaacuteul az anyagok hőtaacutegulaacutesa vagy az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesa a

hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutesaacuteval

A hagyomaacutenyos hőmeacuterőkben olyan folyadeacutek talaacutelhatoacute amely a meacutereacutesi tartomaacutenyon beluumll folyeacutekony

halmazaacutellapotuacute marad Erre leggyakrabban az alkoholt eacutes a higanyt hasznaacuteljaacutek A hőmeacuterő egy kis

keresztmetszetű uumlvegcsővel ellaacutetott tartaacutelyboacutel eacutes az ehhez tartozoacute skaacutelaacuteboacutel aacutell A hőmeacuterseacuteklet

vaacuteltozaacutesakor a folyadeacutek megvaacuteltoztatja teacuterfogataacutet ami miatt megvaacuteltozik a csőben a folyadeacutekszint A

folyadeacutek (eacutes iacutegy a hőmeacuterővel kapcsolatban levő test) hőmeacuterseacuteklete a skaacutelaacuteroacutel olvashatoacute le (a folyadeacutek

felsziacuteneacutevel egyvonalban levő eacuterteacutek)

A digitaacutelis hőmeacuterők az elektromos ellenaacutellaacutes vaacuteltozaacutesaacutet meacuterik A meacutert analoacuteg jelek digitaacutelisakkaacute

keruumllnek aacutetalakiacutetaacutesra majd ezek alapjaacuten toumlrteacutenik az eacuterteacutek kijelzeacutese

A hővezeteacutes a hőaacuteramlaacutes a hősugaacuterzaacutes

Hővezeteacutes eseteacuten az energia reacuteszecskeacuteről ndash reacuteszecskeacutere aacutetadoacutedva terjed

A folyamat soraacuten nincs anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hővezeteacutes a szilaacuterd anyagokra jellemző

Hőaacuteramlaacutes eseteacuten az energiaacutet a reacuteszecskeacutek a hőforraacutestoacutel felveszik elszaacutelliacutetjaacutek majd leadjaacutek

A folyamat soraacuten van anyagaacuteramlaacutes (reacuteszecskeaacuteramlaacutes)

A hőaacuteramlaacutes folyadeacutekokra eacutes gaacutezokra jellemző

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten az energiaaacutetadaacutes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban toumlrteacutenik

Hősugaacuterzaacutes eseteacuten nincs szuumlkseacuteg koumlzegre az energia aacutetadaacutesaacutehoz (pl a Nap melegiacuteti a Foumlldet)

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

14

Az elektromos toumllteacutesmennyiseacuteg

A testek toumlltoumlttseacutegeacutenek a meacuterteacutekeacutet jellemző mennyiseacuteg

Jele Q [Q] = C (coulomb)

Egy proton toumllteacutese 16middot10-19C egy elektron toumllteacutese -16middot10-19C

Egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacutegnek koumlruumllbeluumll 6middot1018 szaacutemuacute proton toumllteacutese felel meg

Az elektromos teacuter

Az elektromos teacuter a toumlltoumltt testek azon koumlrnyezete ahol az elektromos hataacutes eacuterveacutenyesuumll

Az elektromos teacuter

nem eacuterzeacutekelhető

kimutathatoacute toumlltoumltt test segiacutetseacutegeacutevel

koumllcsoumlnhataacutest koumlzvetiacutet a toumlltoumltt testek koumlzoumltt

a toumlltoumltt testtől taacutevolodva csoumlkken az erősseacutege

Az elektromos teacuter jellemezhető az erővonalakkal Ezek olyan goumlrbeacutek melyek menteacuten egy toumlltoumltt test

elmozdul Az erővonalak a pozitiacutev toumllteacutesen kezdődnek a negatiacutevon veacutegződnek eacutes nem metszik

egymaacutest

Az elektromos potenciaacutel

Az elektromos potenciaacutel az elektromos teacuter munkaveacutegző keacutepesseacutegeacutet jellemző mennyiseacuteg

Az elektromos teacuter adott pontjaacutenak a potenciaacutelja megegyezik azzal a munkaacuteval amelyet a teacuter veacutegez

akkor amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet az adott pontboacutel a veacutegtelenbe (vagy egy

tetszőleges nullapotenciaacuteluacutenak vaacutelasztott pontba)

Jele U [U] = V (volt)

Az elektromos feszuumlltseacuteg

Az elektromos feszuumlltseacuteg az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg

Az elektromos teacuter keacutet pontja koumlzoumltti feszuumlltseacuteg egyenlő azzal a munkaacuteval melyet a teacuter veacutegez akkor

amikor egy coulombnyi toumllteacutesmennyiseacuteget elmozdiacutet a keacutet pont koumlzoumltt

Jele U [U] = V (volt)

Keacutet toumlltoumltt test koumlzoumltti feszuumlltseacuteg a testek koumlzoumltti toumllteacuteskuumlloumlnbseacuteget jellemzi

Egyenfeszuumlltseacuteg vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg

Egyenfeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev sarka mindig pozitiacutev negatiacutev sarka mindig negatiacutev

marad (a sarkok nem csereacutelődnek fel az idő muacutelaacutesaacuteval)

Vaacuteltakozoacutefeszuumlltseacuteg eseteacuten a feszuumlltseacutegforraacutes pozitiacutev eacutes negatiacutev sarka azonos időkoumlzoumlnkeacutent

ismeacutetlődve felcsereacutelődik (a haacuteloacutezati 230V-os 50Hz-es frekvenciaacutejuacute feszuumlltseacuteg eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent 100-szor)

A feacutemek szerkezete

A feacutemeket helyhez koumltoumltt pozitiacutev toumllteacutesű ionok eacutes az ezek koumlzoumltt szabadon mozgoacute negatiacutev toumllteacutesű

elektronok alkotjaacutek

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

15

A szabad elektronok jelenleacutete okozza azt hogy a feacutemek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

Vezetők szigetelők feacutelvezetők

A vezetők olyan anyagok melyekben jelen vannak szabad toumllteacuteshordozoacutek (elektronok ionok)

melynek koumlvetkezteacuteben ezek joacutel vezetik az elektromossaacutegot

A szigetelők olyan anyagok melyekben nincsenek jelen szabad toumllteacuteshordozoacutek ezeacutert ezek rosszul

vezetik az elektromossaacutegot

A feacutelvezetők olyan anyagok melyekben szobahőmeacuterseacutekleten talaacutelhatoacutek szabad elektronok de ezek

szaacutema fuumlgg a hőmeacuterseacutekleteacutetől A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel a szabad elektronok szaacutema noumlvekszik a

feacutelvezető ellenaacutellaacutesa csoumlkken (ellenteacutetben a vezetőkkel)

A legismertebb feacutelvezetők a sziliacutecium eacutes a germaacutenium

A feacutelvezetőket adaleacutekoljaacutek (szennyezik) olyan atomokkal melyeknek eggyel toumlbb vagy kevesebb

elektronja van a kuumllső elektronheacutejon mint a feacutelvezetőnek (5 vagy 3) iacutegy leacutetrehozva n- illetve p-

tiacutepusuacute feacutelvezetőt

Az elektromos aacuteram

Az elektromos aacuteram az elektronok rendezett mozgaacutesa a feacutemekben

Mivel aacuteram nem csak feacutemekben folyhat (hanem peacuteldaacuteul folyadeacutekokban vagy gaacutezokban is)

aacuteltalaacutenosabb megfogalmazaacutesban az aacuteram a toumllteacuteshordozoacutek rendezett mozgaacutesa valamilyen anyagban

Az aacuteramkoumlroumlkben az aacuteram az aacuteramforraacutes pozitiacutev sarka felől folyik a negatiacutev feleacute (az elektronok ezzel

ellenteacutetes iraacutenyba mozognak a vezetőben)

Egyenaacuteram vaacuteltakozoacute aacuteram

Egyenaacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben nem vaacuteltozik meg (az elektronok a

vezetőben mindig ugyanabba az iraacutenyba haladnak)

Vaacuteltakozoacute aacuteram eseteacuten az elektronok mozgaacutesi iraacutenya a vezetőben azonos időkoumlzoumlnkeacutent ismeacutetlődve

ellenteacutetesre vaacuteltozik (az elektronok rezgő mozgaacutest veacutegeznek a vezetőben)

Az aacuteramerősseacuteg

Az aacuteramerősseacuteg megadja azt hogy egy vezető keresztmetszeteacuten egyseacutegnyi idő alatt mekkora

mennyiseacutegű toumllteacutes halad keresztuumll

Jele I [I]=A (amper)

A aacuteram hataacutesai

Hőhataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők a bennuumlk folyoacute aacuteram hataacutesaacutera felmelegszenek

A felmelegedeacutes meacuterteacuteke fuumlgg a vezető keresztmetszeteacutetől eacutes a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

ionok

elektronok

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

16

Alkalmazaacutes vasaloacute izzoacute olvadoacute biztosiacuteteacutek villanyrezsoacute kenyeacuterpiriacutetoacute stb

Maacutegneses hataacutes Az aacuterammal aacutetjaacutert vezetők koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teacuter van jelen

A maacutegneses teacuter erősseacutege fuumlgg a vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutegeacutetől

Alkalmazaacutes elektromaacutegnes hangszoacuteroacute villanymotor stb

Keacutemiai (vegyi) hataacutes Aacuterammal aacutetjaacutert folyadeacutekboacutel a folyadeacutekba helyezett elektroacutedoknaacutel anyag vaacutelik

ki az aacuteram hataacutesaacutera

Alkalmazaacutes elektroliacutezis (pl a viacutez felbontaacutesa H2-re eacutes O2-re) feacutemek veacutedőreacuteteggel toumlrteacutenő bevonaacutesa

stb

Bioloacutegiai hataacutes Az eacutelő szervezetekben az aacuteram izomreakcioacutekat vaacutelthat ki eacutes eacutegeacutesi seacuteruumlleacuteseket

okozhat Kellően nagy erősseacutegű aacuteram halaacutelos is lehet A nagyfrekvenciaacutejuacute aacuteram a vezető (a test)

feluumlleteacuten folyik nem annak belsejeacuteben iacutegy ilyen esetekben nem vaacutelt ki izomreakcioacutet (Skin-hataacutes)

A kondenzaacutetor

A kondenzaacutetor keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan elhelyezett feacutemlemezből aacutell melyek egymaacutestoacutel el

vannak szigetelve A feacutemlemezek a fegyverzetek a koumlzoumlttuumlk talaacutelhatoacute szigetelő anyag a dielektrikum

A kondenzaacutetor fegyverzetein toumllteacutesek halmozhatoacutek fel A toumllteacutesbefogadoacute keacutepesseacutege a kondenzaacutetornak

a kapacitaacutesa A kapacitaacutes meacuterteacutekegyseacutege a farad

Az elektromos ellenaacutellaacutes

A vezetők akadaacutelyozzaacutek a bennuumlk folyoacute aacuteramot gaacutetoljaacutek a toumllteacuteshordozoacutek mozgaacutesaacutet

Az elektromos ellenaacutellaacutes kifejezi azt hogy egy vezető milyen meacuterteacutekben akadaacutelyozza a benne folyoacute

aacuteramot

Jele R [R]=Ω (ohm) (Ω ndash omega)

Adott feacutemvezeteacutek elektromos ellenaacutellaacutesa fuumlgg

az anyagi minőseacutegeacutetől

a keresztmetszeteacutetől

a hosszuacutesaacutegaacutetoacutel

a hőmeacuterseacutekleteacutetől (noumlvelve a feacutem hőmeacuterseacutekleteacutet ellenaacutellaacutesa megnő csoumlkkentve azt ellenaacutellaacutesa

lecsoumlkken)

A szupravezeteacutes bizonyos feacutemek eacutes maacutes oumlsszetett vegyuumlletek azon tulajdonsaacutega hogy kellően

alacsony hőmeacuterseacutekleten elektromos ellenaacutellaacutesuk nullaacutera csoumlkken Az anyag fajtaacutejaacutetoacutel fuumlggően ez

jellemzően -170degC alatti hőmeacuterseacutekleten joumln leacutetre Ebben az aacutellapotaacuteban az anyag bdquokitasziacutetjardquo magaacuteboacutel

a maacutegneses teret Nagy erősseacutegű elektromaacutegnesekben szupravezető anyagokat alkalmaznak

Ohm toumlrveacutenye

Kapcsolatot teremt egy vezető (fogyasztoacute) ellenaacutellaacutesa a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteg eacutes a benne folyoacute aacuteram

erősseacutege koumlzoumltt

R

UI

I ndash aacuteramerősseacuteg

U ndash feszuumlltseacuteg

R ndash elektromos ellenaacutellaacutes

Egy vezetőben folyoacute aacuteram erősseacutege egyenesen araacutenyos a raacute kapcsolt feszuumlltseacuteggel eacutes fordiacutetottan

araacutenyos a vezető elektromos ellenaacutellaacutesaacuteval

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

17

A voltmeacuterő

Feszuumlltseacutegmeacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

paacuterhuzamosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa nagy az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

Az ampermeacuterő

Aacuteramerősseacuteg meacutereacutesre alkalmas eszkoumlz

Hasznaacutelatakor az aacuteramkoumlrbe a fogyasztoacuteval (fogyasztoacutekkal)

sorosan kell kapcsolni

Elektromos ellenaacutellaacutesa kicsi az aacuteramkoumlrben talaacutelhatoacute fogyasztoacute

(fogyasztoacutek) ellenaacutellaacutesaacutehoz viszonyiacutetva

A maacutegneses teacuter

A maacutegneses teret az elektronok rendezett mozgaacutesa hozza leacutetre Az egyes anyagok maacutegneses

tulajdonsaacutega az elektronok atomon beluumlli mozgaacutesaacutera vezethető vissza A maacutegneses tulajdonsaacutegot

mutatoacute (maacutegnesezhető) feacutemek a vas a nikkel eacutes a kobalt

Az anyagok maacutegneses tulajdonsaacutega hőmeacuterseacutekletfuumlggő A hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel az illető anyag

maacutegnesezettseacutege csoumlkken eacutes kellően magas hőmeacuterseacutekleten ez meg is szűnik

Az elektromaacutegnes

Az elektromaacutegnes esteacuten a maacutegneses teret elektromos aacuteram hozza leacutetre Az elektromaacutegnes egy

tekercsből eacutes egy vasmagboacutel aacutell Az elektromaacutegnes tekercse hozza leacutetre a maacutegneses teret melyet a

tekercs belsejeacuteben elhelyezett vasmag magaacuteba sűriacutet

Az elektromaacutegnes maacutegneses tereacutenek erősseacutege az aacuteramerősseacuteg vaacuteltoztataacutesaacuteval szeacuteles tartomaacutenyban

vaacuteltoztathatoacute

A maacutegneses teacuter erővonalai

A maacutegneses teacuter jellemezhető az erővonalaival amelyek

olyan zaacutert goumlrbeacutek melyek a maacutegnes eacuteszaki poacutelusaacuteboacutel

indulnak ki eacutes a deacutelibe eacuterkeznek Ezek zaacutert vonalak

melyek a maacutegnes belsejeacuteben is folytatoacutednak Az

erővonalakat pl vasreszeleacutekkel lehet szemleacuteltetni

(laacutethatoacutevaacute tenni)

A homogeacuten maacutegneses teacuter eseteacuten az erővonalak

egyenesek egymaacutessal paacuterhuzamosak eacutes egyenlő

taacutevolsaacutegra talaacutelhatoacutek egymaacutestoacutel

A maacutegneses indukcioacutevektor

A maacutegneses teacuter jellemezhető egy fizikai mennyiseacuteggel a maacutegneses indukcioacutevektorral

Jele B

[ B

] = T (tesla)

Egy maacutesik meacuterteacutekegyseacutege a gauss (1T = 10000gauss)

R

U I

R

U I

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

18

Az indukcioacutevektor nagysaacutega a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutet iraacuteny a maacutegneses teacuter erővonalait jellemzi

Neacutehaacuteny peacutelda a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutere

Foumlld 005mT

hűtőmaacutegnes 100mT

ferrit maacutegnes 035T

neodiacutemium maacutegnes 1-14T

MRI 1-3T

LHC szupravezető dipoacutel maacutegnesei 83T

A Lorentz erő

Maacutegneses teacuterben mozgoacute elektromosan toumlltoumltt testre valamint maacutegneses teacuterben talaacutelhatoacute aacuterammal

aacutetjaacutert vezetőre erő hat a Lorentz erő

Elektromaacutegneses hullaacutemok

Vaacuteltozoacute erősseacutegű maacutegneses teacuter a koumlrnyezeteacuteben elektromos teret kelt

Vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos teacuter a koumlrnyezeteacuteben maacutegneses teret kelt

Az elektromaacutegneses teacuter vaacuteltozoacute erősseacutegű elektromos eacutes maacutegneses terekből tevődik oumlssze melyek

koumllcsoumlnoumlsen leacutetrehozzaacutek egymaacutest

Az elektromaacutegneses teacuternek a gyorsuloacute elektromos toumllteacutesről levaacuteloacute eacutes attoacutel fuumlggetlenuumll a teacuterben terjedő

formaacuteja az elektromaacutegneses hullaacutem

Az elektromaacutegneses hullaacutemok terjedeacutesi sebesseacutege egyenlő a feacutenysebesseacuteggel leacuteguumlres teacuterben (vagy

levegőben) c = 300000 kms

Elektromaacutegneses hullaacutemok eseteacuten az elektromos eacutes a maacutegneses terek vaacuteltozaacutesi siacutekjai egymaacutesra

merőlegesek

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (hullaacutemot) gyorsuloacute toumllteacutessel rendelkező reacuteszecskeacutek bocsaacutetanak ki

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (raacutedioacutehullaacutemokat) bocsaacutetanak ki az antennaacutek melyekben az elektronok

rezgő mozgaacutest veacutegeznek

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (feacutenyt) bocsaacutetanak ki az atomok elektronjai azt koumlvetően hogy az

atomok valamilyen formaacuteban energiaacutet kaptak

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (roumlntgensugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki a hirtelen lefeacutekeződő nagy sebesseacutegű

elektronok

E

B

terjedeacutesi iraacuteny

E

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

19

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest (gamma sugaacuterzaacutest) bocsaacutetanak ki az atommagok magaacutetalakulaacutesokkor

Az elektromaacutegneses spektrum

Megnevezeacutes Hullaacutemhossz (m) Frekvencia (Hz)

Hosszuacutehullaacutemok gt 1000 lt 3∙105

Koumlzeacutephullaacutemok 1000 ndash 200 3∙105 ndash 15∙106

Aacutetmeneti hullaacutemok 200 ndash 100 15∙106 - 3∙106

Roumlvidhullaacutemok 100 ndash 10 3∙106 - 3∙107

Ultraroumlvid hullaacutemok 10 - 1 3∙107 - 3∙108

Mikrohullaacutemok 03 - 3∙10-5 109 - 1013

Infravoumlroumls feacuteny 3∙10-5 ndash 10-6 1013 - 3∙1014

Laacutethatoacute feacuteny 10-6 ndash 10-7 3∙1014 - 3∙1015

Ultraibolya feacuteny 10-7 ndash 10-8 3∙1015 - 3∙1016

Roumlntgensugarak 10-8 ndash 10-12 3∙1016 - 3∙1020

Gammasugarak 10-12 - 3∙10-14 3∙1020 - 1022

Kozmikus sugarak lt 3∙10-14 gt 1022

A fenti adatok csak taacutejeacutekoztatoacute jellegűek a tartomaacutenyok koumlzoumltt nem huacutezhatoacute eacuteles hataacuter azok reacuteszben

fedik egymaacutest

A roumlntgensugaacuterzaacutes

Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki a feacutemnek uumltkoumlző nagy sebesseacutegű elektronok mikoumlzben lelassulnak

(feacutekezeacutesi sugaacuterzaacutes) Roumlntgensugaacuterzaacutest bocsaacutetanak ki azok a feacutematomok melyeknek nagyenergiaacutejuacute

elektronok uumltkoumlznek Ekkor a becsapoacutedoacute elektron az atom belső elektronheacutejaacuteroacutel kiuumlt egy elektront

melynek helyeacutere egy maacutesik elektron ugrik egy kuumllsőbb heacutejroacutel mikoumlzben elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest

bocsaacutet ki

A feacuteny jellemzői

kettős termeacuteszetű elektromaacutegneses hullaacutem eacutes reacuteszecske ndash terjedeacuteskor elektromaacutegneses

hullaacutemkeacutent az anyaggal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesakor reacuteszecskekeacutent (foton) viselkedik

egyenes vonal menteacuten terjed

terjedeacutesi sebesseacutege leacuteguumlres teacuterben (vagy levegőben) c = 300000kms

maacutes aacutetlaacutetszoacute anyagban sebesseacutege kisebb pl viacutezben 225000kms uumlvegben 200000kms

hullaacutemhossz tartomaacutenya 760nm - 380nm

A foton

A feacuteny az energiaacutet nem folytonosan hanem adagokban (kvantumokban) szaacutelliacutetja (ezeacutert az energia

kibocsaacutetaacutes eacutes elnyeleacutes is csak adagokban toumlrteacutenhet) A foton az elektromaacutegneses teacuter legkisebb

energiaegyseacutege Nyugalmi toumlmege 0 eacutes csakis feacutenysebesseacuteggel terjedhet Energiaacuteja hmiddotf ahol f a feacuteny

frekvenciaacuteja h a Planck aacutellandoacute (h = 663∙10-34Js)

A feacutenyvisszaverődeacutes eacutes toumlrveacutenyei

A feacutenyvisszaverődeacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve ndash amely keacutet

anyagot elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash visszateacuter eredeti terjedeacutesi koumlzegeacutebe

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

20

i ndash beeseacutesi szoumlg irsquo ndash visszaverődeacutesi szoumlg

I A beeső feacutenysugaacuter a beeseacutesi merőleges eacutes a visszavert feacutenysugaacuter egy siacutekban van

II A beeseacutesi eacutes a visszaverődeacutesi szoumlgek egymaacutessal egyenlők (i = irsquo)

A feacutenytoumlreacutes a toumlreacutesmutatoacute

A feacutenytoumlreacutes az a jelenseacuteg melynek soraacuten a feacuteny egy hataacuterfeluumllethez eacuterve - amely keacutet aacutetlaacutetszoacute anyagot

elvaacutelaszt egymaacutestoacutel ndash aacutetleacutep a maacutesodik koumlzegbe uacutegy hogy megvaacuteltozik terjedeacutesi iraacutenya

A jelenseacuteg azeacutert koumlvetkezik be mert a feacuteny a kuumlloumlnboumlző anyagokban kuumlloumlnboumlző sebesseacuteggel terjed

A toumlreacutesmutatoacute a feacutenytoumlreacutes meacuterteacutekeacutet jellemző araacutenyszaacutem

Jele n

Kiszaacutemiacutetaacutesi keacuteplete (abszoluacutet toumlreacutesmutatoacute)

anyagbanilletőazsebesseacutegeterjedeacutesifeacutenya

teacuterbenleacuteguumlressebesseacutegeterjedeacutesifeacutenyan

A toumlreacutesmutatoacute szaacutemeacuterteacuteke nem lehet 1-neacutel kisebb (n = 1 leacuteguumlres teacuter vagy levegő eseteacuten)

pl nviacutez = 133 nuumlveg = 15

Ha a feacuteny kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl levegőből

viacutezbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg (r) kisebb mint a beeseacutesi (i) ha nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet

kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba (pl viacutezből levegőbe) akkor a toumlreacutesi szoumlg nagyobb mint a beeseacutesi A

merőlegesen beeső feacutenysugaacuter nem toumlrik meg

A teljes visszaverődeacutes

Ha a feacuteny nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagboacutel leacutep aacutet kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute anyagba akkor a toumlreacutesi szoumlg

nagyobb mint a beeseacutesi szoumlg (aacutebra 1-es eacutes 2-es feacutenysugaacuter)

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

megtoumlrt feacutenysugaacuter beeseacutesi

merőleges

i

r

n1 pl levegő

n2 pl viacutez

beeső feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i

6

megtoumlrt feacutenysugaacuter

1 anyag

2 anyag

hataacuterfeluumllet

beeső feacutenysugaacuter

visszavert feacutenysugaacuter

beeseacutesi merőleges

i irsquo

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

21

Ha a beeseacutesi szoumlg eleacuter egy kellően nagy eacuterteacuteket akkor a toumlreacutesi szoumlg 90deg lesz ndash a feacuteny nem leacutep aacutet a

maacutesodik anyagba (aacutebra 3-as feacutenysugaacuter) Ez a beeseacutesi szoumlg a hataacuterszoumlg (ℓ)

Ha a beeső feacutenysugaacuter beeseacutesi szoumlge kisebb mint a hataacuterszoumlg akkor feacutenytoumlreacutes joumln leacutetre ha pedig

nagyobb akkor teljes visszaverődeacutes (aacutebra 4-es feacutenysugaacuter)

Teljes visszaverődeacutes eseteacuten a feacuteny 100-a visszaverődik a hataacuterfeluumlletről

Az optikai szaacutel

Az optikai szaacutel egy koumlnnyen hajliacutethatoacute nagy tisztasaacuteguacute aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt szaacutel mely

feacutenytovaacutebbiacutetaacutesra alkalmas

Az optikai szaacutelak a teljes visszaverődeacutesek sorozataacutenak eredmeacutenyekeacutent tovaacutebbiacutetjaacutek a feacutenyt

Az optikai szaacutelak egy nagyobb toumlreacutesmutatoacutejuacute magboacutel eacutes az ezt koumlruumllvevő kisebb toumlreacutesmutatoacutejuacute heacutejboacutel

aacutellnak A teljes visszaverődeacutes a keacutet reacuteteg hataacuterfeluumlleteacuten megy veacutegbe

A diszperzioacute (sziacutenszoacuteroacutedaacutes)

A feheacuter feacuteny oumlsszetett nagyon sok kuumlloumlnboumlző sziacutenű feacutenysugaacuterboacutel tevődik oumlssze

Feacutenytoumlreacuteskor a kuumlloumlnboumlző sziacutenű oumlsszetevők kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben toumlrnek meg iacutegy a feheacuter feacuteny

felbomlik oumlsszetevőire Ez a jelenseacuteg a diszperzioacute vagy sziacutenszoacuteroacutedaacutes

Prizma egy haacuteromszoumlg alapuacute uumlveghasaacuteb melynek segiacutetseacutegeacutevel a feheacuter feacuteny oumlsszetevőire bonthatoacute

1

1

2

2

3

3

4 4

n2 pl levegő

n1 pl viacutez

hataacuterfeluumllet

voumlroumls

narancs

saacuterga

zoumlld

keacutek

ibolya

ernyő

feheacuter feacutenysugaacuter prizma

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

22

A sziacutenkevereacutes

A feheacuter feacuteny sziacutenekre bontaacutesakor keletkező sziacuteneket oumlsszekeverve (egymaacutesra vetiacutetve) visszakaphatoacute a

feheacuter sziacuten

A feheacuter feacuteny oumlsszetevőiből elegendő haacuterom a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutent megfelelő araacutenyban

oumlsszekeverni a feheacuter sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz A haacuterom alapsziacuten megfelelő araacutenyuacute kevereacuteseacuteből baacutermilyen

sziacuten előaacutelliacutethatoacute az additiacutev (oumlsszeadoacute) sziacutenkevereacutes segiacutetseacutegeacutevel

A sziacutenkevereacutesnek egy maacutesik moacutedja a szubtraktiacutev (kivonoacute) sziacutenkevereacutes melynek alapsziacutenei a ciaacuten a

saacuterga eacutes a magenta Ezen technika eseteacuteben a feheacuter feacutenyből sziacutenszűrők segiacutetseacutegeacutevel adott

komponenseket kell kivonni a kiacutevaacutent sziacuten előaacutelliacutetaacutesaacutehoz

Az oumlsszeadoacute sziacutenkevereacutes az elektronikus megjeleniacutetők eseteacuteben a kivonoacute a nyomdatechnikaacuteban keruumll

alkalmazaacutesra

A feacutenyinterferencia

Az a jelenseacuteg melynek soraacuten ugyanazon feacutenyforraacutesboacutel szaacutermazoacute keacutet feacutenysugaacuter a teacuter egy adott

pontjaacuteban talaacutelkozik eacutes egymaacutesra tevődik erősiacutetve vagy gyengiacutetve egymaacutest

A keacutetreacuteses interferencia

A feacutenyforraacutes feacutenyeacutet keacutet reacutesen kell keresztuumllbocsaacutetani majd ernyőn felfogni amelyen interferenciakeacutep

jelenik meg (vilaacutegos eacutes soumlteacutet saacutevok koumlvetik egymaacutest)

Az ernyő adott pontjaacuteban talaacutelkozoacute feacutenysugarak uacutetkuumlloumlnbseacutegeacutenek a hullaacutemhosszhoz viszonyiacutetott

meacuterteacuteke befolyaacutesolja azt hogy az illető pontban vilaacutegos vagy soumlteacutet saacutev jelenik meg

A polarizaacutelt feacuteny

A feacuteny transzverzaacutelis hullaacutem

A polarizaacutelt feacuteny olyan feacutenysugarakboacutel aacutell melyek elektromos tere csak egy bizonyos siacutekban vaacuteltozik

(nem pedig nagyon sok baacutermilyen iraacutenyuacute siacutekban)

pl az uumlvegről bizonyos szoumlgben visszaverődő feacutenysugarak polarizaacuteltak vagy bizonyos tiacutepusuacute LCD

kijelzők polarizaacutelt feacutenyt bocsaacutetanak ki

Lencseacutek gyűjtőlencseacutek szoacuteroacutelencseacutek

A lencseacutek olyan aacutetlaacutetszoacute anyagboacutel keacuteszuumllt optikai eszkoumlzoumlk melyeknek legalaacutebb az egyik feluumllete

nem siacutekfeluumllet eacutes melyek műkoumldeacutese a feacutenytoumlreacutesen alapul

A gyűjtőlencseacutek koumlzeacuteptaacutejon vastagabbak a szeacutelek feleacute pedig elveacutekonyodnak

egysziacutenű feacutenyforraacutes

soumlteacutet saacutev vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

vilaacutegos saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

soumlteacutet saacutev

vilaacutegos saacutev

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

23

optikai főtengely ndash a lencse szimmetriatengelye

O pont ndash optikai koumlzeacuteppont

F pont ndash foacutekusz

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

keresztuumllmennek a foacutekuszon

A szoacuteroacutelencseacutek koumlzeacuteptaacutejon veacutekonyabbak a szeacutelek feleacute pedig vastagabbak

Az optikai főtengellyel paacuterhuzamos feacutenysugarak a lencseacuten aacutethaladva uacutegy toumlrnek meg hogy

meghosszabbiacutetaacutesaik keresztuumllmennek a foacutekuszon

F O F

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Jeloumlleacutes F F O

optikai főtengely

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

24

A toumlrőkeacutepesseacuteg

A toumlrőkeacutepesseacuteg a lencseacutek meacuteterben megadott foacutekusztaacutevolsaacutegaacutenak reciproka

Jele D [D] = 1m (dioptria)

f

1D f ndash foacutekusztaacutevolsaacuteg (OF szakasz hossza)

A gyűjtőlencseacutek toumlrőkeacutepesseacutege pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev szaacutem (mert a gyűjtőlencseacutek

foacutekusztaacutevolsaacutega pozitiacutev a szoacuteroacutelencseacutekeacute negatiacutev)

A leacutezer

A leacutezer (LASER ndash feacutenyerősiacuteteacutes gerjesztett sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutessal) egy olyan feacutenyforraacutes amely

egysziacutenű (monokromatikus) paacuterhuzamos feacutenysugarakboacutel aacutelloacute feacutenynyalaacutebot bocsaacutet ki melyben a

feacutenysugarak faacutezisban vannak (koherensek) A leacutezerfeacuteny eseteacuten az energia kis teacuterreacuteszbe

koncentraacuteloacutedik ugyanis csak kismeacuterteacutekben szeacutettartoacute a feacutenysugaacuter ezeacutert nagy az energiasűrűseacutege

A leacutezer feacutenyt elő lehet aacutelliacutetani megfelelő gaacutez folyadeacutek vagy szilaacuterd halmazaacutellapotuacute anyag

segiacutetseacutegeacutevel A leacutezeranyag egy rezonaacutetorban talaacutelhatoacute amely keacutet egymaacutessal paacuterhuzamosan

elhelyezett tuumlkoumlrből aacutell melyek koumlzuumll az egyik feacuteligaacuteteresztő A leacutezeranyag atomjait gerjesztik

(energiaacutet adnak aacutet nekik) feacutennyel vagy elektromos aacuterammal A kapott energiaacutet az atomok feacuteny

formaacutejaacuteban kisugaacuterozzaacutek amely a keacutet tuumlkoumlr koumlzoumltt oda ndash vissza verődik uacutejabb feacutenykibocsaacutetaacutest

eredmeacutenyezve a leacutezeranyagban A rezonaacutetorboacutel a feacuteny egy reacutesze a feacuteligaacuteteresztő tuumlkroumln keresztuumll

kileacutep

A leacutezerfeacuteny kibocsaacutetaacutes lehet folytonos vagy impulzus uumlzemű

A leacutezerforraacutes aacuteltal kibocsaacutetott feacuteny sziacutene a leacutezeranyagtoacutel fuumlgg Vannak olyanok melyek feacutenye nem

esik a laacutethatoacute tartomaacutenyba

A nagyobb teljesiacutetmeacutenyű leacutezerek sebeacuteszeti beavatkozaacutesra (vaacutegaacutesra) is alkalmasak

Az atom szerkezete

Az atomokat protonok neutronok (egyuumlttesen nukleonok) eacutes elektronok alkotjaacutek

Az atom koumlzponti reacuteszeacuteben az atommagban talaacutelhatoacutek a protonok (toumllteacutesuumlk +1) eacutes a neutronok

(toumllteacutesuumlk 0) miacuteg az elektronok (toumllteacutesuumlk -1) az ezt koumlruumllvevő elektronfelhőben

F O F

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

25

Az elektromosan semleges atomokban a protonok eacutes az elektronok szaacutema megegyezik

A rendszaacutem a neutronszaacutem a toumlmegszaacutem

Egy elem rendszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok szaacutemaacuteval

Jele Z

Egy elem neutronszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute neutronok szaacutemaacuteval

Jele N

Egy elem toumlmegszaacutema megegyezik az atommagjaacuteban talaacutelhatoacute protonok eacutes neutronok szaacutemaacuteval

Jele A

A fenti haacuterom mennyiseacuteg koumlzoumltt az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutes aacutell fenn

NZA

Az atomok a vegyjeluumlkkel jeloumllhetők (mely aacuteltalaacuteban az elem neveacutenek első betűiből tevődik oumlssze)

A vegyjel mellett a bal felső sarokban a toumlmegszaacutem a bal alsoacute sarokban a rendszaacutem talaacutelhatoacute XAZ

Pl O168 Cl35

17

Izotoacutepok

Az izotoacutepok az azonos rendszaacutemuacute de kuumlloumlnboumlző toumlmegszaacutemuacute atommagok (latinul izo ndash azonos

topos ndash hely)

Pl hidrogeacuten ( H11 ) deuteacuterium ( H2

1 ) triacutecium ( H31 )

Az atomi toumlmegegyseacuteg

Az atomi toumlmegegyseacuteg egyenlő a 12-es szeacutenizotoacutep toumlmegeacutenek tizenketted reacuteszeacutevel

Jele u [u] = kg

1u = 1660510-27kg

Elemi reacuteszecskeacutek jellemzői

Reacuteszecske Toumlmeg (kg) Toumlmeg (u) Toumllteacutes Toumllteacutes (C)

proton 1672610-27 1007262 (asymp 1) +1 +160210-19

neutron 1674910-27 1008647 (asymp 1) 0 0

elektron 9109310-31 0000548 (asymp 0) -1 -160210-19

A Bohr atommodell

A modell eacutertelmeacuteben az atom egy koumlruumllbeluumll 10-15m aacutetmeacuterőjű pozitiacutev toumllteacutesű magboacutel aacutell mely koumlruumll

keringenek koumlrpaacutelyaacutekon az elektronok Az elektronok mozgaacutesa a mag koumlruumll uacutegy keacutepzelhető el mint a

bolygoacutek mozgaacutesa a Nap koumlruumll Az elektronokat az elektrosztatikus vonzoacuteerő tartja koumlrpaacutelyaacuten a mag

koumlruumll Az egeacutesz atomnak az aacutetmeacuterője koumlruumllbeluumll 10-10m Az atom rendelkezik koumltoumltt aacutellapotokkal

melyekben nem nyel el eacutes nem bocsaacutet ki energiaacutet (elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest ndash fotont) illetve csak

akkor nyel el vagy bocsaacutet ki energiaacutet ha az egyik koumltoumltt aacutellapotboacutel egy maacutesikba megy aacutet

Az atom a kuumlloumlnboumlző koumltoumltt aacutellapotaiban kuumlloumlnboumlző energiaacutekkal rendelkezik Energia felveacutetelkor

(gerjeszteacuteskor) az atom valamely elektronja veszi fel joacutel meghataacuterozott adagokban (kvantumokban)

az energiaacutet

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

26

Kellően nagy energia hataacutesaacutera az elektron kiacutevuumll keruumll az atomon Ebben az esetben az atom

ionizaacuteloacutedik

A jelenleg elfogadott atommodell a kvantummechanikai modell melynek eacutertelmeacuteben az elektronok

atomon beluumlli pontos helye nem csak tartoacutezkodaacutesi valoacutesziacutenűseacutege hataacuterozhatoacute meg

Az erős koumllcsoumlnhataacutes

Az atommagban talaacutelhatoacute protonok tasziacutetjaacutek egymaacutest (mivel toumllteacuteseik azonos előjelűek) ami az

atommagot szeacutet kellene bdquoloumlkjerdquo A nukleonok koumlzoumltt hat a gravitaacutecioacutes vonzoacuteerő de ennek nagysaacutega

joacuteval kisebb mint az elektrosztatikus tasziacutetaacuteseacute

Az atommagot alkotoacute nukleonok koumlzoumltti vonzaacutesban megnyilvaacutenuloacute koumllcsoumlnhataacutes az erős

koumllcsoumlnhataacutesnak (ez tartja egyben az atommagot)

Az erős koumllcsoumlnhataacutest a magerő koumlzvetiacuteti amely erősen vonzoacute jellegű toumllteacutesfuumlggetlen nagyon roumlvid

hatoacutetaacutevolsaacuteguacute

A radioaktivitaacutes

A radioaktivitaacutes a nem stabil atommagok spontaacuten bomlaacutesaacutenak (kuumllső hataacutes neacutelkuumlli aacutetalakulaacutesaacutenak)

folyamata Ezen folyamat soraacuten az atommag kuumlloumlnboumlző fajta sugaacuterzaacutesokat bocsaacutet ki mikoumlzben maacutes

atommaggaacute alakul Radioaktiacutev sugaacuterzaacutessal vagy neutronbesugaacuterzaacutessal a nem radioaktiacutev elemek is

azzaacute tehetők (mesterseacuteges radioaktivitaacutes) Adott fajtaacutejuacute radioaktiacutev atommagok eseteacuten

maacutesodpercenkeacutent mindig a kezdetben jelenlevő atommagok szaacutemaacutenak ugyanaz a toumlrt reacutesze bomlik el

Az elemek radioaktivitaacutesaacutera jellemző a felezeacutesi idő amely egyenlő azzal az időtartammal amely alatt

a radioaktiacutev izotoacutep atommagjainak a fele elbomlik (ez milliomod maacutesodperc eacutes milliaacuterd eacutevek koumlzoumltti

időtartam lehet) A felezeacutesi idő mellett a radioaktiacutev anyagok az aktivitaacutessal is jellemezhetők amely

megadja az egy maacutesodperc alatt bekoumlvetkező bomlaacutesok szaacutemaacutet (meacuterteacutekegyseacutege a becquerel ndash Bq)

Az atommagok aacutetalakulaacutesa mesterseacutegesen is előideacutezhető az atommag kuumlloumlnboumlző fajta reacuteszecskeacutevel

(pl α reacuteszecske neutron) vagy elektromaacutegneses sugaacuterzaacutessal toumlrteacutenő koumllcsoumlnhataacutesaacutenak

eredmeacutenyekeacutent

Atommagsugaacuterzaacutesok

Az atommagok aacutetalakulaacutesaacutet atommagsugaacuterzaacutesok kiacuteseacuterik melyek haacuterom feacuteleacutek lehetnek

α (alfa) sugaacuterzaacutes He atommagboacutel azaz keacutet protonboacutel eacutes keacutet neutronboacutel oumlsszetevődő

atommagokboacutel aacutelloacute sugaacuterzaacutes Alfa sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesakor az atom rendszaacutema 2-vel

toumlmegszaacutema 4-el csoumlkken Az α sugarak kis aacutethatoloacutekeacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben

neacutehaacuteny centimeacuteter)

β (beacuteta) sugaacuterzaacutes Elektronboacutel (β-) vagy pozitronboacutel (β+) (a pozitron az elektronnal

megegyező toumlmegű de ellenteacutetes toumllteacutesű reacuteszecske ndash az elektron antireacuteszecskeacuteje) aacutelloacute

sugaacuterzaacutes melynek eseteacuten az atom toumlmegszaacutema nem vaacuteltozik csak rendszaacutema A β sugarak az

α-naacutel nagyobb aacutethatoloacute keacutepesseacuteggel rendelkeznek (levegőben neacutehaacuteny meacuteter)

γ (gamma) sugaacuterzaacutes Nagy frekvenciaacutejuacute (111019 ndash 61020Hz) elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Nagy aacutethatoloacute keacutepesseacutegű sugaacuterzaacutes (akaacuter toumlbb tiacutezcentimeacuteteres vastagsaacuteguacute betonfalon is

keresztuumllhatol)

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

27

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok bioloacutegiai hataacutesa

Az atommagsugaacuterzaacutesok hataacutessal vannak az eacutelő szoumlvetekre kaacuterosiacutethatjaacutek elpusztiacutethatjaacutek a sejteket a

szoumlvetek szervek műkoumldeacutesi zavaraacutet okozhatjaacutek azok koacuteros elvaacuteltozaacutesaihoz vezethetnek Az

atommagsugaacuterzaacutesok ionizaacutecioacutet okoznak illetve molekulaacutekat hasiacutethatnak szeacutet melynek koumlvetkezteacuteben

a sejt kaacuterosodhat

A sugaacuterzaacutes fajtaacutejaacutetoacutel illetve a sugaacuterzaacutest eacutert szoumlvetek tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően a bioloacutegiai hataacutesok elteacuterőek A

szoumlvetek regeneraacuteloacutedaacutesaacutenak koumlszoumlnhetően a nem tuacutel nagymeacuterteacutekű sugaacuterzaacutesnak nincs maradandoacute

kaacuteros hataacutesa Az eacutelőleacutenyek aacutellandoacute jelleggel ki van teacuteve a koumlrnyezet reacuteszeacuteről sugaacuterzaacutesnak a

haacutetteacutersugaacuterzaacutes-nak illetve az eacutelő szervezetekben is talaacutelhatoacutek radioaktiacutev izotoacutepok

A radioaktiacutev sugaacuterzaacutesok genetikai elvaacuteltozaacutesokat is okozhatnak amely miatt hataacutesa csak az

utoacutedokban jelentkezik

A sugaacuterzaacutes hataacutesa annaacutel nagyobb mineacutel erősebb a sugaacuterforraacutes mineacutel hosszabb ideig tart a besugaacuterzaacutes

eacutes mineacutel kisebb a sugaacuterforraacutestoacutel valoacute taacutevolsaacuteg

Dozimetria

A szervezetet eacuterő ionizaacuteloacute sugaacuterzaacutesok fizikai eacutes bioloacutegiai doacutezisfogalmakkal doacutezismennyiseacutegekkel

jellemezhetők

Az elnyelt doacutezis az anyagban elnyelt oumlsszes sugaacuterzaacutesi energia eacutes a test toumlmegeacutenek haacutenyadosa

Jele D [D] = Gy (gray)

Az elnyelt doacutezis egy reacutegebbi meacuterteacutekegyseacutege a rad (1Gy = 100rad)

Az elnyelt doacutezisteljesiacutetmeacuteny az időegyseacuteg alatt elnyelt doacutezis

Meacuterteacutekegyseacutege a Gys de a gyakorlatban a Gyh hasznaacutelatos

Az egyeneacuterteacutekdoacutezis a sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesaacutet leiacuteroacute doacutezismennyiseacuteg Az egyeneacuterteacutekdoacutezis az elnyelt

doacutezis eacutes egy a sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel fuumlggő araacutenyossaacutegi teacutenyező szorzata

Jele H [H] = Sv (sievert)

1Sv doacutezis-egyeneacuterteacutekű sugaacuterzaacutes kaacuterosiacutetoacute hataacutesa megegyezik 1Gy roumlntgen- vagy gammasugaacuterzaacutes

elnyelt doacutezisaacutenak a hataacutesaacuteval

Az effektiacutev doacutezis az emberi test oumlsszes szoumlveteacutere vagy szerveacutere vonatkozoacute suacutelyozott

egyeneacuterteacutekdoacutezisok oumlsszege (a kuumlloumlnboumlző szoumlvetekre szervekre kuumlloumlnboumlző hataacutessal vannak a

sugaacuterzaacutesok)

Jele E [E] = Sv

Peacuteldaacutek sugaacuterterheleacutesre

1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy normaacutelisan műkoumldő atomreaktortoacutel 000009 mSv 1 db banaacuten elfogyasztaacutesa 00001 mSv 1 eacutevig eacutelni 80 km-re egy szeacutentuumlzeleacutesű erőműtől 00003 mSv Egy keacutezroumlntgen felveacutetel 0001 mSv Keacutepcsoumlves monitor hasznaacutelata 1 eacuteven aacutet 0001 mSv Egy napi kuumllső forraacutesboacutel eredő termeacuteszetes sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0002 mSv Egy napi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 0008 mSv Egy mellkas-aacutetvilaacutegiacutetaacutes 002 mSv Egy tengerentuacuteli repuumllőuacutet 005 mSv Egy mammograacutefiaacutes felveacutetel 3 mSv Egy eacutevi termeacuteszetes eredetű sugaacuterterheleacutes Magyarorszaacutegon 24 mSv Egy mellkasi tomograacutef (CT) felveacutetel 58 mSv Az eacutevi doacuteziskorlaacutet a sugaacuterveszeacutelyes helyen dolgozoacutek eseteacuten 20 mSv A legkisebb doacutezis amely maacuter egyeacutertelműen noumlveli a raacutekbetegseacuteg kockaacutezataacutet 100 mSv A baleseti menteacutesben reacutesztvevők szaacutemaacutera megengedett legnagyobb doacutezis 250 nSv A legkisebb doacutezis amely maacuter koumlzvetlen egeacuteszseacuteguumlgyi hataacutesokat okozhat 400 mSv

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

28

A gradiens

Valamely mennyiseacuteg gradiense megadja az illető mennyiseacuteg legnagyobb vaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

A koncentraacutecioacute gradiens

Valamely oldatban megadja az oldott anyag (ionok) legnagyobb koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutesaacutenak iraacutenyaacutet

Az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

Adott keacutet kuumlloumlnboumlző koncentraacutecioacutejuacute oldat olyan feacuteligaacuteteresztő haacutertyaacuteval elvaacutelasztva egymaacutestoacutel amely

a pozitiacutev eacutes a negatiacutev ionokat nem egyforma meacuterteacutekben ereszti aacutet

A nagyobb koncentraacutecioacute oldatboacutel megindul az ionok aacutetvaacutendorlaacutesa a haacutertyaacuten keresztuumll a kisebb

koncentraacutecioacutejuacuteba (a jelen levő koncentraacutecioacute gradiens hataacutesaacutera) Ezzel egyuumltt mivel a pozitiacutev eacutes a

negatiacutev ionok nem egyforma szaacutemban jutnak aacutet membraacutenon kialakul egy egyre noumlvekvő feszuumlltseacuteg

(elektromos gradiens vagy potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg) a keacutet oldat koumlzoumltt Az ionok mozgaacutesaacutet a koncentraacutecioacute

gradiens eacutes a feszuumlltseacuteg egyuumlttesen hataacuterozzaacutek meg melyeket egyuumlttesen az elektrokeacutemiai

potenciaacutelgradiens megnevezeacutest kaptaacutek

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

29

AZ EacuteLETFOLYAMATOK BIOFIZIKAI ALAPJELENSEacuteGEI

AZ INGERUumlLET

Az idegi impulzusok gerjeszteacuteseacutet eacutes tovaacutebbiacutetaacutesaacutet az idegsejtek valoacutesiacutetjaacutek meg Az ingeruumllet

kivaacuteltaacutesaacutehoz az ingernek el kell eacuternie egy bizonyos erősseacuteget az ingerkuumlszoumlboumlt illetve kellő

hirtelenseacuteggel kell hatnia A kuumlszoumlbeacuterteacutekű (vagy a feletti) ingerek az idegsejtben fizikai ndash keacutemiai

vaacuteltozaacutesokat ideacuteznek elő

A sejtek belseje eacutes a koumlruumlloumltte levő folyadeacutek koumlzoumltt aacutellandoacute potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (feszuumlltseacuteg) aacutell fenn

melynek eacuterteacuteke a kuumlloumlnboumlző sejttiacutepusok eseteacuten -50mV eacutes -100mV koumlzoumltti (a sejten kiacutevuumlli teacuterre

vonatkoztatva) Ez a feszuumlltseacuteget nyugalmi potenciaacutel

Az idegsejtek sejtmembraacutenjaacutenak kuumllső eacutes belső oldala koumlzoumltti potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg (a sejt nyugalmi

aacutellapotaacuteban) nyugalmi membraacutenpotenciaacutel Ezt a sejtben zajloacute energiafuumlggő folyamatok hozzaacutek leacutetre

melynek eacuterteacuteke a sejtre jellemző eacutes aacutellandoacute A nyugalomban levő idegsejtek eseteacuten eacuterteacuteke -70mV

koumlruumlli

A sejtmembraacuten keacutet oldalaacuten a kuumlloumlnboumlző ionok koncentraacutecioacuteja kuumlloumlnboumlzik ami a nyugalmi

membraacutenpotenciaacutelt leacutetrehozza A sejt belsejeacuteben negatiacutev feheacuterjeacutek nukleinsavak talaacutelhatoacutek A K+

koncentraacutecioacute a sejt belsejeacuteben nagyobb mint azon kiacutevuumll a Na+ koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb

mint azon kiacutevuumll eacutes a Cl- koncentraacutecioacute a sejten beluumll kisebb mint azon kiacutevuumll Ezek az ionok jaacuterulnak

legnagyobb meacuterteacutekben hozzaacute a nyugalmi membraacutenpotenciaacutel kialakulaacutesaacutehoz valamint az ingeruumllet

vezeteacuteseacutehez

A sejtek a pozitiacutev ionok (kationok) mozgataacutesaacuteval vaacuteltoztatjaacutek meg a membraacutenpotenciaacutelt

A sejt nyugalmi aacutellapotaacuteban a sejtmembraacutenon a K+ ionok mintegy 20-szor koumlnnyebben jutnak aacutet

mint a Na+ ionok A K+ eacutes a Na+ ionok mozgaacutesaacutet egyreacuteszt az elektrokeacutemiai potenciaacutelgradiens

befolyaacutesolja maacutesreacuteszt a K+-Na+ pumpa amely folyamatosan visszajuttatja a sejtbe a K+ ionokat eacutes

eltaacutevoliacutetja onnan a Na+ ionokat A folyamat az ATP (adenozin-trifoszfaacutet) segiacutetseacutegeacutevel valoacutesul meg

(egy ATP molekula keacutet K+ iont szaacutelliacutet a sejtbe eacutes haacuterom Na+ iont taacutevoliacutet onnan el)

Kuumlszoumlbeacuterteacutekű inger (-20mV eacutes -50mV koumlzoumltti) hataacutesaacutera depolarizaacutecioacute megy veacutegbe vagyis csoumlkken

abszoluacutet eacuterteacutekben a membraacutenpotenciaacutel Ennek hataacutesaacutera a sejtmembraacuten feszuumlltseacutegeacuterzeacutekeny

membraacutencsatornaacutei hirtelen kinyiacutelnak eacutes aacutetjaacuterhatoacutevaacute vaacutelnak a Na+ ionok szaacutemaacutera melyek beaacuteramlanak

a sejt belsejeacutebe Ez egy gyorsan kialakuloacute ideiglenes pozitiacutev feszuumlltseacuteget hoz leacutetre a sejt kuumllseje eacutes

belseje koumlzoumltt melynek eacuterteacuteke eleacuterheti a +40mV-ot is Ez az akcioacutes potenciaacutel A beaacuteramloacute Na+ ionok

miatt megvaacuteltozott potenciaacutelkuumlloumlnbseacuteg hataacutesaacutera uacutejabb membraacutencsatornaacutek nyiacutelnak ki egy oumlngerjesztő

folyamatot hozva leacutetre Ezeacutert az akcioacutes potenciaacutel tovaacutebbterjed a sejtmembraacutenon mint egy

depolarizaacutecioacutes hullaacutem Az akcioacutes potenciaacutel kialakulaacutesa soraacuten a Na+ ionokat aacutetengedő

membraacutencsatornaacutek bezaacuteroacutednak eacutes kinyiacutelnak a K+ ionokat aacutetengedők A K+ ionok sejtből toumlrteacutenő

kileacutepeacuteseacutevel (eacutes a Na+ ionok be nem leacutepeacuteseacutevel) leacutetrejoumln a repolarizaacutecioacute melynek soraacuten a

membraacutenpotenciaacutel visszaaacutell eredeti eacuterteacutekeacutere

Az akcioacutes potenciaacutel maacuteskeacutepp terjed a myelinhuumlvelyes eacutes a csupasz axonokon ezeacutert az előbbiekben az

ingeruumllet sebesseacutege neacutehaacuteny tiacutez ms (akaacuter a 120ms-ot is eleacuterheti) az utoacutebbiakban viszont csak 1ms

koumlruumlli

A depolarizaacutecioacute eacutes a repolarizaacutecioacute ideje alatt ami 3-5 milliszekundum a szoumlvet nem ingerelhető uacutejra

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

30

SZENZOROS MŰKOumlDEacuteSEK

Az eacuterző receptorok ingerleacutekeny sejtek (vagy csupasz idegsejtnyuacutelvaacutenyok pl faacutejdalomeacuterzeacutekeleacutes

eseteacuten) melyek valamilyenfajta energiaacutet keacutepesek aacutetalakiacutetani akcioacutes potenciaacutellaacute

A receptorok neacutegyfeacutelekeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

az ingerforraacutes elhelyezkedeacutese szerint exteroreceptorok interoreceptorok

az energia szerint melyre reagaacutelni keacutepesek mechanikai hő- foto- eacutes kemoreceptorok

a kivaacuteltott eacuterzet szempontjaacuteboacutel tapintaacutes- meleg- hideg- faacutejdalom- feacuteny- hang- iacutez- eacutes

szagreceptorok

az adaptaacutecioacute moacutedja szerint gyorsan adaptaacuteloacutedoacute (dinamikus faacutezisos) lassan adaptaacuteloacutedoacute

(toacutenusos vagy statikus) receptorok

A receptorok jelaacutetalakiacutetoacutekeacutent műkoumldnek Az energiaacutet amelyre eacuterzeacutekenyek egy bizonyos ponton

felveszik aminek hataacutesaacutera az adott teruumllet depolarizaacuteloacutedik eacutes leacutetrejoumln a receptor- vagy

generaacutetorpotenciaacutel Ha az inger erősseacutege kellően nagy volt az eacuterzeacutekelősejt akcioacutes potenciaacutelsorozatot

ad le melynek frekvenciaacuteja araacutenyos az inger erősseacutegeacutevel

AZ IZOMMŰKOumlDEacuteS

A haraacutentcsiacutekolt izomzat oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet a kuumlszoumlbeacuterteacuteket meghaladoacute erősseacutegű idegimpulzus vaacuteltja ki

Az idegimpulzus helyi depolarizaacutecioacutet hoz leacutetre mely akcioacutes potenciaacutelt vaacutelt ki Ez 30ms sebesseacuteggel

terjed a sejthaacutertya menteacuten minden iraacutenyba ezzel az izomrostok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet okozva

A zsigeri sima izomzat mozgaacutesa spontaacuten fuumlggetlen a beidegzeacutestől Keveacutesbeacute ingerelhető mint a

haraacutentcsiacutekolt izomzat Az impulzus aacutetviteli sebesseacutege legfeljebb neacutehaacuteny centimeacuteter maacutesodpercenkeacutent

A vegetatiacutev beidegzeacutes szerepe az oumlsszehuacutezoacutedaacutes moacutedosiacutetaacutesa nem pedig annak kivaacuteltaacutesa

Az innervaacutelt simaizomzat műkoumldeacutese akaratlagosan nem befolyaacutesolhatoacute Oumlsszehuacutezoacutedaacutesa nem terjed

nagyobb taacutevolsaacutegra

A KERINGEacuteS

A sziacutev kettős műkoumldeacutest valoacutesiacutet meg szivattyuacute eacutes pumpa egyben Egy oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak eacutes

elernyedeacuteseacutenek időtartama aacutetlagosan 08 maacutesodperc Uumltemes műkoumldeacuteseacutet az elsődleges ingerkeacutepző

koumlzpont a szinuszcsomoacute aacuteltal keltett ingeruumlletek vezeacuterlik A sziacutevizomban nodaacutelis ingeruumlletkeltő eacutes

vezető szoumlvet talaacutelhatoacute amely a műkoumldeacutest biztosiacutetja

Egyetlen oumlsszehuacutezoacutedaacutesakor a sziacutev 70-90 milliliter veacutert pumpaacutel az aortaacuteba eacutes a nagy osztoacuteerekbe

Ezeknek az ereknek a fala rugalmas ezeacutert szisztoleacutekor a sziacutevből kiaacuteramloacute veacuter nyomaacutesaacutesnak a hataacutesaacutera

kitaacutegulnak elraktaacuterozva a veacuter nyomaacutesaacutenak egy reacuteszeacutet Diasztoleacutekor az erek fala visszanyeri nyugalmi

aacutellapotaacutenak megfelelő meacutereteacutet nyomaacutest gyakorolva a veacuterre (a veacuter nem tud visszaaacuteramlani a sziacutevbe)

Ezeknek az ereknek a rugalmassaacutega hozzaacutejaacuterul a veacuter aacutellandoacute aacuteramlaacutesaacutehoz Az osztoacuteeres veacuternyomaacutes

szisztoleacutekor 120-140 Hgmm amely diasztoleacutekor 70-80 Hgmm-re csoumlkken (az 1 atmoszfeacuteraacutes

leacutegnyomaacutes felett)

A gyűjtőerek teacuterfogata haacuteromszorosa az osztoacuteerekeacutenek falvastagsaacuteguk kisebb rugalmasabbak A veacuter

a gyűjtőerekben sokkal lassabban kering mint az osztoacuteerekben A veacuternek a sziacutevbe toumlrteacutenő

visszajutaacutesaacutet toumlbb mechanizmus befolyaacutesolja melyek koumlzuumll a legfontosabbak

a mellkas sziacutevoacutehataacutesa

a kamraacutek oumlsszehuacutezoacutedaacutesai

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

31

a hajszaacutelerekben levő veacuter nyomaacutesa

az osztoacuteerek luumlkteteacutese

a gravitaacutecioacute (a sziacutev feletti gyűjtőerekben segiacuteti a veacuter keringeacuteseacutet)

A sziacutevritmus szabaacutelyozoacute (pacemaker) eacutes a defibrillaacutetor

A sziacutevritmus-szabaacutelyozoacute olyan implantaacutetum amely elektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel kapcsoloacutedik a sziacutevhez eacutes

elektromos impulzusokkal vezeacuterli a sziacutevizmok oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutet A pacemakert sziacutevritmus zavarok

eseteacuteben alkalmazzaacutek

A sziacutevritmus szabaacutelyozaacutes a betegseacuteg tiacutepusaacutetoacutel fuumlggően toumlbbfeacutelekeacuteppen is megvaloacutesulhat

bőroumln keresztuumlli a mellkasra helyezett keacutet tappancs segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik nem alkalmazhatoacute

hosszabb ideig

epikardiaacutelis jellemzően nyitott sziacutevműteacutetek eseteacuteben aacutetmeneti megoldaacuteskeacutent alkalmazzaacutek az

elektroacutedaacutekat a kamra kuumllső falaacutera helyezik a megfelelő sziacutevteljesiacutetmeacuteny fenntartaacutesaacutera

veacutenaacuten keresztuumlli ideiglenes megoldaacutes melynek soraacuten az elektroacutedaacutet veacutenaacuten keresztuumll vezetik a

sziacutevbe maga a pacemaker a testen kiacutevuumll talaacutelhatoacute

veacutegleges a mellkas bőr alatti zsiacuterszoumlveteibe keruumll beuumllteteacutesre elektroacutedaacuteit a sziacutevbe uumlltetik

hermetikusan lezaacutert jellemzően titaacuten esetleg arany burkolatuacute zseboacuteraacutenyi meacuteretű eszkoumlzoumlk

melyek tartalmazzaacutek az aacuteramforraacutest is a modern tiacutepusok igen rugalmasan programozhatoacutek

jellemzően csak szuumlkseacuteg eseteacuten avatkoznak be a sziacutevműkoumldeacutesbe leacuteteznek MRI-kompatibilis

illetve defibrillaacutetort tartalmazoacute tiacutepusai is

Fibrillaacutecioacute eseteacuten a sziacutevizomzat szabaacutelytalan gyors mozgaacutest (remegeacutest) veacutegez amelynek soraacuten a

sziacutevben kaotikus elektromos folyamatok zajlanak le

A defibrillaacutetor jellemzően kamrafibrillaacutecioacute eseteacuteben alkalmazhatoacute amely olyan ingerkeacutepzeacutesi zavar

aminek a soraacuten a kamrai izomzat nem huacutezoacutedik kellően oumlssze a veacuter kipumpaacutelaacutesaacutehoz A defibrillaacutetor

lehet implantaacutetum vagy kuumllső eszkoumlz amellyel egy elektromos sokk alkalmazhatoacute

A defibrillaacutetorok egyik fontos jellemzője a sokkolaacutes energiaacuteja amelyet jouleban meacuternek

A kuumllső defibrillaacutetorok egy maacutesik fontos jellemzője az alkalmazott hullaacutemforma amely

meghataacuterozza a keacutet elektroacuteda koumlzoumltt folyoacute aacuteram iraacutenyaacutet eacutes nagysaacutegaacutet Ezt a keacuteszuumlleacutek gyaacutertoacutei fejlesztik

ki eacutes nagymeacuterteacutekben befolyaacutesolja az eljaacuteraacutes sikeresseacutegeacutet

A LEacuteGZEacuteS

A tuumldőben toumlrteacutenő gaacutezcsere a beleacutegzeacutes eacutes a kileacutegzeacutes uumltemes vaacuteltakozaacutesaacuteval valoacutesul meg

A beleacutegzeacutes aktiacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok oumlsszehuacutezoacutednak a mellkas eacutes ezt koumlvetve a

tuumldő teacuterfogata megnő Ennek hataacutesaacutera a tuumldőben levő nyomaacutes a kuumllső leacutegkoumlri nyomaacuteshoz viszonyiacutetva

2-3 higanymillimeacuteterrel csoumlkken ezeacutert a levegő beaacuteramlik a tuumldőbe

A kileacutegzeacutes (rendes koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt) passziacutev folyamat melynek soraacuten a beleacutegzőizmok

elernyednek a mellkas eacutes vele egyuumltt a tuumldő nyugalmi meacuteretre huacutezoacutedik oumlssze Ezaacuteltal tuumldőben a

nyomaacutes 2-4 higanymillimeacuteterrel meghaladja a leacutegkoumlri nyomaacutest ezeacutert a levegő kiaacuteramlik a tuumldőből

Nyugalmi aacutellapotban a leacutegzőmozgaacutesok szaacutema percenkeacutent 16-18 Normaacutelis beleacutegzeacuteskor illetve

kileacutegzeacuteskor 05 liter levegő aacuteramlik be illetve ki a tuumldőből Erőltetett beleacutegzeacutessel meacuteg koumlruumllbeluumll 15

liter levegő sziacutevhatoacute be a tuumldőbe erőltetett kileacutegzeacutessel pedig 1-15 liter preacuteselhető ki onnan Az

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

32

oumlsszes levegő erőltetett kileacutegzeacutessel sem preacuteselhető ki a tuumldőből (meacuteg koumlruumllbeluumll 15 liter marad

benne)

A LAacuteTAacuteS

Az emberi szem feacutenytoumlrő reacuteszei a szaruhaacutertya a csarnokviacutez a szemlencse eacutes az uumlvegtest melyek

elteacuterő de 13-14 koumlzoumltti toumlreacutesmutatoacuteval rendelkeznek A feacuteny ezeken keresztuumllhaladva jut a retinaacutera

ahol az eacuterzeacutekelő sejtek talaacutelhatoacutek A neacutegy koumlzeg egyuumlttes toumlrőkeacutepesseacutege 60 dioptria koumlruumlli

A szem a szemlencse alakjaacutenak iacutegy toumlrőkeacutepesseacutegeacutenek a vaacuteltoztataacutesaacuteval keacutepes eacuteles fordiacutetott aacutellaacutesuacute

keacutepet alkotni a retinaacutera

A retinaacutera jutoacute feacuteny mennyiseacutegeacutet a pupilla szabaacutelyozza melynek aacutetmeacuterője a feacutenyviszonyoknak

megfelelően vaacuteltozik A jellemző eacuterzeacutekeleacutesi feacutenyerőseacuteg tartomaacuteny haacuterom nagysaacutegrendet fog aacutet de

akaacuter tiacutez is lehet megfelelő akkomodaacutecioacute eseteacuten

A feacuteny eacuterzeacutekeleacuteseacuteben keacutet receptor tiacutepus vesz reacuteszt a csapok eacutes a paacutelcikaacutek Ezek alakiacutetjaacutek aacutet a raacutejuk

eső feacutenyjelet idegi impulzusokkaacute A nappali laacutetaacutesban a keveacutesbeacute eacuterzeacutekeny csapok miacuteg az eacutejszakaiban

a joacuteval eacuterzeacutekenyebb paacutelcikaacutek vesznek reacuteszt A paacutelcikaacutek nem keacutepesek a sziacutenek eacuterzeacutekeleacuteseacutere teacuterbeli

felbontaacutesuk kisebb a paacutelcikaacutekeacutenaacutel A csapok sziacuteneacuterzeacutekenyek eacutes haacuterom tiacutepusuk kuumlloumlnboumlztethető meg

melyek a voumlroumls a zoumlld eacutes a keacutek sziacutenek tartomaacutenyaacutet eacuterzeacutekelik Normaacutelis feacutenyviszonyok mellett az

emberi szem a saacutergaacutes-zoumlld sziacutenre a legeacuterzeacutekenyebb

A szem felbontoacutekeacutepesseacutege a laacutetaacuteseacutelesseacuteg amely megadja az adott taacutevolsaacutegboacutel megkuumlloumlnboumlztethető

egymaacutes melletti pontok koumlzoumltti legkisebb taacutevolsaacutegot Ez jellemzően egy meacuteteres taacutevolsaacutegboacutel 03

millimeacuteter

szaruhaacutertya

csarnokviacutez

pupilla

szemlencse

uumlvegtest

ideghaacutertya

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

33

FIZIOTERAacutePIA

BEVEZETEacuteS

A fizioteraacutepia a termeacuteszet eszkoumlzeit hasznaacutelja fel a gyoacutegykezeleacuteshez A fizioteraacutepia a gyoacutegyiacutetaacutes

legősibb aacutega hiszen maacuter az ősember felhasznaacutelta a termeacuteszet erőit ilyen ceacutelokra

Feladata a megelőzeacutes a specifikus kezeleacutes a tuumlneti kezeleacutes eacutes a kutataacutes

Megelőzeacutes alatt eacutertendő mind a betegseacuteg kialakulaacutesaacutenak mind a maacuter lezajlott betegseacuteg kiuacutejulaacutesaacutenak a

megakadaacutelyozaacutesa

A specifikus kezeleacutes olyan beavatkozaacutes amelyet maacutes kezeleacutessel helyettesiacuteteni nem lehet

A tuumlneti kezeleacutes lehet egy bizonyos tuumlnet meacuterseacutekleacutese toumlbb azonos ceacutelt szolgaacuteloacute beavatkozaacutessal vagy

toumlbb helyes egymaacutes utaacuteni sorrendbe aacutelliacutetott beavatkozaacutessal

A kutataacutes egyreacuteszt a beavatkozaacutesnaacutel hasznaacutelt energia kifejleszteacuteseacutevel annak doacutezisaacutenak a beaacutelliacutetaacutesaacuteval

foglalkozik maacutesreacuteszt a kezeleacutessel eleacuterhető bioloacutegiai vaacutelasszal harmadreacuteszt a kialakult bioloacutegiai

vaacutelasz gyoacutegyhataacutesaacuteval

Fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutes eseteacuten csak az az energia tud hataacutes kifejteni amely elnyelődik Ezen

kezeleacutesek eseteacuten toumlbbnyire a helyi hataacutes eleacutereacutese a ceacutel

A fizioteraacutepiaacutes beavatkozaacutesok a bevitt energia tiacutepusa szerint a koumlvetkezőkeacuteppen osztaacutelyozhatoacutek

elektroteraacutepia fototeraacutepia hidroteraacutepia termoteraacutepia mechanoteraacutepia balneoteraacutepia kliacutemateraacutepia

inhalaacutecioacute eacutes dieacuteta Az első oumlt csoport alkotja a fizikoteraacutepiaacutet

AZ ELEKTROTERAacutePIA

Elektroteraacutepia soraacuten az elektromos aacuteramot hasznaacuteljaacutek gyoacutegyiacutetaacutesi ceacutelokra Az alkalmazott aacuteram

frekvenciaacuteja szerint az elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek haacuterom csoportra oszthatoacutek

kisfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 0Hz lt f lt 1000Hz

koumlzeacutepfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek 1000Hz lt f lt 100000Hz

nagyfrekvenciaacutejuacute kezeleacutesek f gt 100000Hz

A kis- eacutes koumlzeacutepfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a galvaacutenaacuterammal (egyenaacuteram)

az ingeraacuterammal eacutes a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal toumlrteacutenő tuumlneti kezeleacutesek a haraacutentcsiacutekolt eacutes

simaizom-stimulaacutecioacutek eacutes a maacutegneses teacuter kezeleacutes

A nagyfrekvenciaacutes elektroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a darsonvalisatio a diatermiaacutes kezeleacutes

a roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes a mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacutes az ultranagy

frekvenciaacutes kezeleacutes

Tuumlneti kezeleacutes galvaacutenaacuteramokkal

A galvaacutenaacuteramok hataacutesaacutera megvaacuteltozik az idegek vezeteacutese A kialakuloacute bioloacutegiai vaacutelasz fuumlgg az aacuteram

iraacutenyaacutetoacutel eacutes az idegek tiacutepusaacutetoacutel Felszaacutelloacute kezeleacutes eseteacuten a motoros ideg ingerkuumlszoumlbe csoumlkken

ingerelhetőseacutege noumlvekszik Galvaacutenaacuteram hataacutesaacutera az eacuterzőideg ingerleacutesi kuumlszoumlbe emelkedik A

galvaacutenaacuteram faacutejdalomcsillapiacutetoacute hataacutesa a szimpatikus toacutenus csoumlkkenteacutese reacuteveacuten is megnyilvaacutenul mely a

szimpatikus rostok ingeruumlletvezeteacuteseacutenek gaacutetlaacutesa reacuteveacuten joumln leacutetre Kimutattaacutek hogy galvaacutenaacuteram

hataacutesaacutera normalizaacuteloacutedik egyaraacutent a fokozott eacutes a csoumlkkent izomtoacutenus A galvaacutenaacuteram motoros

idegszoumlvetekre gyakorolt hataacutesaacutenak egyik jellemzője az hogy nem hoz leacutetre izom-oumlsszehuacutezoacutedaacutest de

az ingeruumlletvezeteacutes fokozoacutedik

Kuumlloumlnleges elektroacutedokkal vagy speciaacutelis galvaacutenkezeleacutesi eljaacuteraacutesokkal is veacutegezhetők galvaacutenkezeleacutesek

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

34

A galvaacutenkezeleacutes kombinaacutelhatoacute fuumlrdőkezeleacutessel Ekkor hidrogalvaacuten kezeleacutesről van szoacute mely lehet

teljes vagy reacuteszleges elektromos fuumlrdő Teljes elektromos fuumlrdő eseteacuten a beteg egy elektroacutedokkal

ellaacutetott folyadeacutekkal feltoumlltoumltt kaacutedban fekszik Az aacuteramforraacutes egyik poacutelusa a kaacutedban levő

elektroacutedokhoz kapcsoloacutedik a maacutesikat a betegnek kell megfognia A reacuteszleges elektromos fuumlrdő

eseteacuten a betegnek csak a veacutegtagjai talaacutelhatoacutek kaacutedakban (egy veacutegtag egy kaacutedban)

Galvaacutenaacuteramokkal keacutemiai anyagok (gyoacutegyszerek) is a szervezetbe juttathatoacutek A keacutemiai anyagok az

oldatokban disszociaacutelnak ionokra bomlanak melyek az aacuteram hataacutesaacutera mozgaacutesba joumlnnek eacutes a bőroumln

keresztuumll a szervezetbe jutnak Ez az eljaacuteraacutes iontoforeacutezis vagy ionteraacutepia

Tuumlneti kezeleacutesek ingeraacuteramokkal

A kis frekvenciaacutejuacute ingeraacuteramok hataacutesaacutera az izomszoumlvet oumlsszehuacutezoacutedaacutesa koumlvetkezik be A kezeleacutesek

bioloacutegiai hataacutesaacutet az alkalmazott ingeraacuteramok frekvenciaacuteja eacutes az egyes impulzusok ideje hataacuterozza

meg A tuumlneti kezeleacutesek elsődleges ceacutelja a faacutejdalom csillapiacutetaacutesa de helyi anyagcsere eacutes a keringeacutes

fokozaacutesaacutera is alkalmazhatoacute A kezeleacutes az alkalmazott frekvenciaacutetoacutel fuumlggően az izom toacutenusaacutenak

fokozaacutesaacutera vagy csoumlkkenteacuteseacutere az izom relaxaacutelaacutesaacutera is alkalmas

A faacutejdalom csillapiacutethatoacute elektromos impulzusok segiacutetseacutegeacutevel idegrendszeri gaacutetlaacutes reacuteveacuten A

faacutejdalominger tovaacutebbiacutetaacutesaacuteban toumlbb idegpaacutelya vesz reacuteszt ezeacutert az idegi gaacutetlaacutes kuumlloumlnboumlző szinteken

hozhatoacute leacutetre

Tuumlneti kezeleacutesek koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramokkal

Baacuter a koumlzeacutepfrekvenciaacutes aacuteramok eseteacuten a frekvencia az 1000Hz ndash 100000Hz tartomaacutenyba esik a

gyoacutegyaacuteszatban csak a 3900Hz ndash 5000Hz frekvenciaacutejuacute aacuteramokat hasznaacuteljaacutek A koumlzeacutepfrekvenciaacutes

aacuteramokkal keacutetfeacutele kezeleacutes terjedt el

A hagyomaacutenyos Nemec aacuteltal bevezetett melynek a leacutenyege az hogy keacutet keresztezett

keacuteszuumlleacutekkel hoznak leacutetre interferenciaaacuteramokat A keacutet keacuteszuumlleacutek aacuteltal leacutetrehozott aacuteramok

frekvenciaacuteja 4000Hz koumlruumlli intervallumban vaacuteltoztathatoacute A vizsgaacutelatok kimutattaacutek hogy az

idegrostok akkomodaacutecioacutejaacutenak megakadaacutelyozaacutesaacutera vaacuteltoztatni kell az aacuteramok frekvenciaacutejaacutet

A maacutesik alkalmazott eljaacuteraacutes az amplituacutedoacutemodulaacutelt koumlzeacutepfrekvenciaacutes kezeleacutes Ennek eseteacuteben

az alkalmazott aacuteramok amplituacutedoacutejaacutet erősseacutegeacutet megfelelő meacuterteacutekben vaacuteltoztatjaacutek

Az interferenciaaacuteram kezeleacutesekneacutel kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedok alkalmazhatoacutek (lap vaacutekuum kesztyű)

Haraacutentcsiacutekolt eacutes simaizom-stimulaacutecioacute

A haraacutentcsiacutekolt eacutes a simaizomszoumlvet nemcsak akaratlagos ingerleacutessel hanem mesterseacutegesen

ingeraacuterammal is oumlsszehuacutezoacutedaacutesra biacuterhatoacute Az ingeraacuterammal toumlrteacutenő kezeleacutes szelektiacutev mert miacuteg a

tornakezeleacutes eseteacuten az agonista izom műkoumldteteacutese mellett az antagonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesa is

bekoumlvetkezik addig ezen esetben csak a kivaacutelasztott agonista izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera keruumll sor A

szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes ceacutelja a degeneraacuteloacutedott vagy sorvadt izom erőteljes faacutejdalommentes

oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutenak kivaacuteltaacutesa az eacutep izomzat ingerleacutese neacutelkuumll

Az izom oumlsszehuacutezoacutedaacutesaacutera az inger erősseacutegeacuten kiacutevuumll hataacutessal van annak iraacutenya is valamint az hogy az

aacuteramkoumlr zaacuteroacutedik vagy nyitoacutedik-e

A stimulaacutecioacutehoz kuumlloumlnboumlző intenzitaacutesuacute kuumlloumlnboumlző ideig hatoacute eacutes kuumlloumlnboumlző impulzusformaacutejuacute

aacuteramokat hasznaacutelnak melyek eseteacuteben elteacuterő lehet az aacuteram iraacutenya is valamint az impulzusok koumlzoumltti

szuumlnet

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

35

A szelektiacutev ingeraacuteram kezeleacutes soraacuten az izom stimulaacutelhatoacute direkt vagy indirekt moacutedon Direkt kezeleacutesi

moacuted eseteacuten az elektroacutedokat az izom foumlleacute helyezik miacuteg az indirekt eseteacuteben az izom idegen keresztuumlli

stimulaacutecioacutejaacutet valoacutesiacutetjaacutek meg

Maacutegneses teacuter kezeleacutesek

A maacutegneses teacuter az erősseacutege szempontjaacuteboacutel haacuterom csoportra oszthatoacute

gyenge melynek erősseacutege 10-3 ndash 10 gauss koumlzoumltti (a bioloacutegiai szoumlvetekre gyenge hataacutest fejt ki)

koumlzepes melynek erősseacutege 100 ndash 1000 gauss koumlzoumltti (reverzibilis funkcioacute-vaacuteltozaacutesokat

eredmeacutenyez)

erős melynek erősseacutege 1000 gauss foumlloumltti (genetikai kaacuterosiacutetoacute hataacutesuacute)

A gyoacutegyaacuteszatban folyamatos eacutes impulzus maacutegneses tereket alkalmaznak melyek kuumlloumlnboumlző bioloacutegiai

vaacutelaszt eredmeacutenyeznek

A kezeleacutesek veacutegrehajtaacutesakor kuumlloumlnboumlző meacuteretű elektromaacutegnesek koumlzuumll lehet vaacutelasztani a kezelendő

testreacutesznek megfelelően

Darsonvalisatio

Ezen kezeleacutes eseteacuten nagyfrekvenciaacutes csillapiacutetott hullaacutemmal vaacuteltanak ki bőringert Ez a feluumlleti

erekben eacutertaacutegulaacutest ideacutez elő eacutes ingerli a bőr eacuterzősejtjeit A darsonvalisatio a bőr

eacuterzeacutekeleacutescsoumlkkeneacuteseacutenek eacutes a helyi anyagcsereacutejeacutenek javiacutetaacutesaacutera valamint viszkető bőrfolyamatok

kezeleacuteseacutere alkalmazhatoacute

A kezeleacutes soraacuten az elektroacutedot koumlzvetlenuumll a bőrre helyezik

Diatermiaacutes kezeleacutes

Nagyfrekvenciaacutes kezeleacutes melynek soraacuten nagy hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute csillapiacutetott hullaacutemokat aacutelliacutetanak elő

amely nem a bőrfelsziacutenen hanem a feluumlleti szoumlvetekben ideacutez elő hőkeacutepződeacutest Az elektroacutedokat a

bőrfelsziacutenre helyezik fel A szoumlvetek ellenaacutellaacutesuk fuumlggveacutenyeacuteben melegszenek fel

Roumlvidhullaacutemuacute kondenzaacutetorteacuter kezeleacutes

A frekvenciaspektrum alapjaacuten a roumlvidhullaacutemok hullaacutemhossztartomaacutenya 100m ndash 10m Mivel bioloacutegiai

hataacutes szempontjaacuteboacutel nincs kuumlloumlnbseacuteg koumlztuumlk eacutes az ultraroumlvid hullaacutemok koumlzoumltt (melyek

hullaacutemhossztartomaacutenya 10m ndash 1m) az elektroteraacutepia az 100m ndash 1m hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat

tekinti roumlvidhullaacutemoknak melyek frekvenciatartomaacutenya 3MHz ndash 300MHz

Ennek a kezeleacutesnek az eseteacuteben a szoumlvetet nem elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuteri hanem

kondenzaacutetorteacuterben talaacutelhatoacute ami nem maacutes mint keacutet feacutemlemez koumlzoumltt kialakiacutetott elektromos teacuter

A kezeleacutesre hasznaacutelt berendezeacutes csillapiacutetatlan rezgeacutest aacutelliacutet elő mely a fegyverzetek koumlzoumltt vaacuteltozoacute

elektromos teret hoz leacutetre Ez az elektromos teacuter rezgeacutesbe hozza a szoumlvetekben talaacutelhatoacute ionokat mely

folyamat hőkeacutepződeacutessel jaacuter (endogeacuten hő) A hőkeacutepződeacutes az elektromos teacuter erősseacutegeacutenek megfelelően

oszlik el (legtoumlbbszoumlr a ceacutel az egyenletes eloszlaacutes kialakiacutetaacutesa)

A szoumlvetekben kialakuloacute hőkeacutepződeacutes fuumlgg a szoumlvetek ellenaacutellaacutesaacutetoacutel vezetőkeacutepesseacutegeacutetől eacutes elnyelő

keacutepesseacutegeacutetől Leginkaacutebb a zsiacuterszoumlvetek melegszenek fel azutaacuten az ideg- az izom- eacutes a

csontszoumlvetek

A kezelendő testreacutesztől fuumlggően kuumlloumlnboumlző fajta elektroacutedokat hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

36

A roumlvidhullaacutemuacute kezeleacutesek koumlreacutebe tartozik a kondenzaacutetorteacuter kezeleacutesen kiacutevuumll a tekercsteacuter kezeleacutes

amely eseteacuteben tekercsekben vaacuteltakozoacute aacuteram folyik Ennek hataacutesaacutera a tekercs koumlrnyezeteacuteben vaacuteltozoacute

erősseacutegű maacutegneses teacuter alakul ki (tulajdonkeacuteppen elektromaacutegneses teacuter)

Mikrohullaacutemuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

A mikrohullaacutemok tartomaacutenyaacuteboacutel az elektroteraacutepia a 125cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute hullaacutemokat nevezi

annak A mikrohullaacutemok magnetronnal aacutelliacutetjaacutek elő melyben elektronok (megfelelő mozgaacutesukkal)

bocsaacutetjaacutek ki a mikrohullaacutemokat amit speciaacutelis sugaacuterzoacutefejekhez tovaacutebbiacutetanak A kibocsaacutetaacutes lehet

folytonos vagy pulzaacuteloacute

A mikrohullaacutemokra bizonyos (kuumlloumlnoumlsen folyadeacutekban gazdag) szoumlvetek rendkiacutevuumll eacuterzeacutekenyek ezeacutert

ezeket veacutedeni kell a sugaacuterzaacutestoacutel A veacutedelem 1mm-neacutel nem nagyobb raacutecsozatuacute reacutezhaacuteloacuteval valoacutesiacutethatoacute

meg A kezelőhelyiseacuteg is aacuternyeacutekolt kell legyen a sugaacuterzaacutesokkal szemben

A mikrohullaacutemuacute sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera endogeacuten hőkeacutepződeacutes alakul ki főleg az izmokban eacutes a

folyadeacutekban gazdag szoumlvetekben valamint fokozoacutedik a keringeacutes

Ultranagy frekvenciaacutes kezeleacutes

Az ultranagy frekvenciaacutes (vagy decimeacuteterhullaacutemuacute) kezeleacutes eseteacuten 69cm hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute ennek

megfelelően 433MHz frekvenciaacutejuacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutest alkalmaznak

Ezen kezeleacutes soraacuten is mint a mikrohullaacutemuacute kezeleacuteses eseteacuten bizonyos testreacuteszeket reacutezhaacuteloacuteval veacutedeni

kell a sugaacuterzaacutestoacutel eacutes szinteacuten aacuternyeacutekolt helyiseacutegben kell veacutegezni

A kezeleacutes soraacuten alkalmazott elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes koumlruumllbeluumll 30-aacutet (meacutereacutesek szerint) a bőr

visszaveri Az elnyelődoumltt sugaacuterzaacutes a zsiacuterszoumlveteken aacutethatolva a meacutelyen levő szoumlvetekben alakiacutet ki

hőkeacutepződeacutest

A FOTOTERAacutePIA

A napfeacuteny eacutes a helioteraacutepia

A helioteraacutepia napfeacutenykezeleacutest jelent

A Nap aacuteltal kibocsaacutetott elektromaacutegneses hullaacutemok hullaacutemhossza a 30000nm ndash 200nm tartomaacutenyba

esik

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a 30000nmndashtől 2200nm-ig hosszuacutehullaacutemuacute 2200nm-től 760nm-ig

roumlvidhullaacutemuacute

A laacutethatoacute feacuteny hullaacutemhossz szerinti eloszlaacutesa

voumlroumls 760nm-640nm

narancssaacuterga 640nm-585nm

saacuterga 585nm-560nm

zoumlld 560nm-490nm

keacutek 490nm-420nm

ibolya 420nm-380nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes hullaacutemhossza a 380nm-200nm tartomaacutenyba esik

A helioteraacutepiaacuteban a haacuterom fajta feacuteny egyuumlttesen fejti ki hataacutesaacutet A napfeacutenysugaacuterzaacutes reacuteszben direkt

reacuteszben szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacuteri a szervezetet

A helioteraacutepiaacutenak kaacuterosiacutetoacute melleacutekhataacutesai is lehetnek

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

37

Infravoumlroumls sugaacuterzaacutes

A gyoacutegyaacuteszatban a roumlvidhullaacutemuacute infravoumlroumls sugaacuterzaacutest alkalmazzaacutek mert behatoloacute keacutepesseacutege 05-1

centimeacuteter szemben a hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls sugarakkal melyekeacute 1-2 millimeacuteter

Előaacutelliacutetaacutesa infravoumlroumls izzoacutekkal toumlrteacutenhet melyekben egy wolfram izzoacuteszaacutel talaacutelhatoacute mely magas

hőmeacuterseacutekletre izzik fel az aacuteram hataacutesaacutera Az izzoacuteszaacutel moumlgoumltt feacutelgoumlmb alakuacute tuumlkoumlr talaacutelhatoacute Az

infravoumlroumls sugaacuterzaacutes kibocsaacutetaacutesa toumlrteacutenhet meacuteg keraacutemia vagy maacutes anyagba elhelyezett izzoacuteszaacutel

segiacutetseacutegeacutevel is

Az infravoumlroumls sugaacuterzaacutes a szervezet felsziacuteni reacuteszeacuteben lokaacutelis felmelegedeacutest okoz javiacutetja a veacuterellaacutetaacutest

eacutes az izom toacutenusaacutet is befolyaacutesolja A helytelenuumll veacutegzett kezeleacutesekkor tuacuteladagolaacutesok eseteacuten kaacuteros

hataacutesok is felleacutephetnek

Laacutethatoacute feacuteny kezeleacutes

A laacutethatoacute feacuteny teraacutepiaacutes alkalmazaacutesaacuteban a keacutek eacutes a feheacuter feacuteny szerepel

A keacutek (490-420 nanomeacuteteres hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute) feacutenyt a keacutekfeacuteny-kezeleacutes (kromoteraacutepia) kereteacuten

beluumll az uacutejszuumlloumlttek saacutergasaacutegaacutenak kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek

A polarizaacutelt feheacuter feacutenyt feluumlleti haacutemseacuteruumlleacutesek eacutes fekeacutelyek kezeleacuteseacutere alkalmazzaacutek leggyakrabban

Ultraibolya sugaacuter kezeleacutes

Az ultraibolya sugaacuterzaacutesokat a hataacutesuknak megfelelően haacuterom csoportba soroltaacutek

bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 380nm-315nm

bdquoBrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 315nm-280nm

bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes hullaacutemhossztartomaacutenya 280nm-200nm

Az ultraibolya sugaacuterzaacutes az uumlvegen nem hatol aacutet Előaacutelliacutetaacutesaacutera kvarc burkolattal keacuteszuumllt higanygőzt

tartalmazoacute ultraibolya forraacutesokat hasznaacutelnak Ezekben feacutem-halogeacuten is talaacutelhatoacute ami megakadaacutelyozza

a higanygőzoumlk kicsapoacutedaacutesaacutet a sugaacuterzoacute falaacutera Vannak olyan sugaacuterzoacutek is melyek a feacutenycsoumlvekhez

hasonliacutetanak de ezek igen kis teljesiacutetmeacutenyűek Leacuteteznek meacuteg olyan sugaacuterzoacutek is melyeket

koumlzvetlenuumll a bőrre kell raacutehelyezni

A sugaacuterzaacutes csak akkor nyelődik el ha koumlzvetlenuumll eacuteri a bőrfelsziacutent eacutes behatolaacutesi meacutelyseacutege fuumlgg a

sugaacuterzaacutes tiacutepusaacutetoacutel

A bdquoCrdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes a bőrről visszaverődik ezeacutert azt csak szobaacutek egeacuteszseacuteguumlgyi helyiseacutegek

csiacuteraacutetlaniacutetaacutesaacutera levegőjeacutenek tisztiacutetaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek (antibakteriaacutelis hataacutesa miatt)

A bdquoBrdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes pigmentaacutecioacutet okoz a bőrben melyet egyfajta gyulladaacutesos reakcioacute (erythema)

előz meg egy veacutedekező mechanizmus eredmeacutenyekeacutent

Az bdquoArdquotiacutepusuacute sugaacuterzaacutes szinteacuten pigmentaacutecioacutet okoz de ezt nem előzi meg erythema kialakulaacutesa

Az bdquoArdquo tiacutepusuacute ultraibolya sugaacuterzaacutes utaacuten a pigmentaacutecioacute maacuter neacutehaacuteny oacuteraacuteval jelentkezhet miacuteg a bdquoBrdquo

tiacutepusuacute utaacuten aacuteltalaacuteban 24 oacutera eltelteacutevel Az bdquoArdquo tiacutepusuacute sugaacuterzaacutes okozta pigmentaacutecioacute redoxi folyamat

eredmeacutenye a bdquoBrdquo tiacutepusuacute okozta pigmentaacutecioacute pedig sejtszeacuteteseacuteseacute

A sugaacuterzaacutes bioloacutegiai hataacutesai koumlzuumll csak a D3 vitamin keacutepződeacutes eacutes a pigmentaacutecioacute elfogadott Ezeken

kiacutevuumll szaacutemos maacutes fotobioloacutegiai hataacutesaacuteval lehet talaacutelkozni az ultraibolya sugaacuterzaacutesoknak melyek

azonban vitathatoacuteak

A nem megfelelően veacutegzett kezeleacuteseknek kaacuterosiacutetoacute hataacutesai lehetnek

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

38

Leacutezerkezeleacutesek

A leacutezerfeacuteny monokromatikus nagy teljesiacutetmeacutenysűrűseacutegű eacutes koherens

A leacutezerfeacuteny a felhasznaacutelt leacutezeranyag fuumlggveacutenyeacuteben lehet infravoumlroumls laacutethatoacute vagy ultraibolya feacuteny

A leacutezerek teljesiacutetmeacutenyuumlk alapjaacuten haacuterom csoportba sorolhatoacutek

kisteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye neacutehaacuteny milliwatt

koumlzepes teljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 1- 20 watt koumlzoumltti

nagyteljesiacutetmeacutenyűek melyek teljesiacutetmeacutenye 10- 100 watt koumlzoumltti

A nagyteljesiacutetmeacutenyű leacutezereket sebeacuteszi leacutezereknek is nevezik mert nagyfokuacute hőkeacutepződeacutest eacutes

vaporizaacutecioacutet (elpaacuterologtataacutest) vaacuteltanak ki ezaacuteltal alkalmasak sebeacuteszi beavatkozaacutesokra

Vaacutegaacutesra alkalmas a szeacutendioxid leacutezer melynek hullaacutemhossza 1060nm behatolaacutesi meacutelyseacutege 01mm A

keletkező nagy hőmeacuterseacuteklet miatt a 05mm aacutetmeacuterőjűneacutel kisebb erek nyirokerek elzaacuteroacutednak eacutes

baktericid hataacutes leacutep fel Az argonion leacutezer behatolaacutesi meacutelyseacutege 1-2 millimeacuteter a Neodynium-Yag

leacutezereacute eleacuterheti a 4 millimeacutetert

A leacutezerek a vaacutegaacuteson coagulaacutelaacuteson eacutes vaporizaacutelaacuteson kiacutevuumll biostimulaacutecioacutera is alkalmasak A

kisteljesiacutetmeacutenyű leacutezerek koumlzeacute tartozik a Heacutelium-Neon leacutezer melynek hullaacutemhossza 632nm

A leacutezerfeacuteny bioloacutegiai hataacutesai koumlzeacute tartozik a veacuterkeringeacutes a helyi anyagcsere eacutes a szoumlveti regeneraacutecioacute

fokozaacutesa az antibakteriaacutelis hataacutes (a hőkeacutepződeacutes miatt)

A MECHANOTERAacutePIA

A gyoacutegytorna

A gyoacutegytorna egy specifikus kezeleacutes mert maacutes fizioteraacutepiaacutes kezeleacutessel nem helyettesiacutethető Egy

olyan speciaacutelis mozgaacutesteraacutepia mely a megbetegedett szerv vagy testreacutesz helyreaacutelliacutetaacutesaacutera

gyakorlatokat alkalmaz A kezeleacutes ceacutelja a mozgaacutes eacutes egyeacuteb funkcioacutek (veacuterkeringeacutes leacutegzeacutes

idegműkoumldeacutes) helyreaacutelliacutetaacutesa javiacutetaacutesa

Masszaacutezskezeleacutesek

A masszaacutezs egy olyan bőrfeluumlleten veacutegzett beavatkozaacutes mely moacutedszeresen rendezett adagolt erejű

fogaacutessorozatokboacutel aacutell A kezeleacutesi ceacutel fuumlggveacutenyeacuteben toumlbbfeacutele masszaacutezs kuumlloumlnboumlztethető meg

gyoacutegyiacutetoacute vagy orvosi masszaacutezs mely az orvos aacuteltal előiacutert

frissiacutető masszaacutezs mely fokozza az izmok veacuterbőseacutegeacutet erősiacuteti az izomzatot

sportmasszaacutezs mely izomfejlesztő veacuterkeringeacutest javiacutetoacute frissiacutető aktivizaacuteloacute hataacutesuacute

diagnosztikus masszaacutezs mely a bőr a bőr alatti koumltőszoumlvet eacutes az izomzat felmeacutereacuteseacutet szolgaacutelja

Ultrahangkezeleacutes

Az ultrahang teraacutepiaacutes eacutes diagnosztikai ceacutelokra egyaraacutent alkalmazhatoacute

Teraacutepiaacutes ceacutelokra 800kHz eacutes 1MHz (vagy e koumlruumlli) frekvenciaacutejuacute ultrahangot hasznaacutelnak Az ilyen

nagyfrekvenciaacutejuacute mechanikai hullaacutemokat maacuter nagyon veacutekony (egy mikron) levegőreacuteteg visszaveri

ezeacutert levegőben nem terjednek A szoumlvetekben a sebesseacutege 1500ms koumlruumlli de az eacuterteacuteke fuumlgg a szoumlvet

toumlmoumlrseacutegeacutetől (sűrűseacutegeacutetől) A kuumlloumlnboumlző fajta szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről az ultrahang reacuteszben

visszaverődik A szoumlvetekben terjedő ultrahang egy bizonyos meacutelyseacutegig henger alakuacute (koumlzelteacuter)

majd kiszeacutelesedik (taacutevolteacuter) Gyoacutegyaacuteszati alkalmazaacutesokban csak a koumlzelteacuternek van szerepe melynek

terjedelme fuumlgg a hullaacutem frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterőjeacutetől (mineacutel nagyobb a frekvencia

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

39

eacutes a hullaacutemforraacutes aacutetmeacuterője annaacutel hosszabb a koumlzelteacuter) Az ultrahang csak koumlzvetlen eacuterintkezeacutessel

juttathatoacute a szervezetbe Ezeacutert kontaktanyagot hasznaacutelnak az ultrahangkezeleacutesekkor

A szervezetbe bejutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki Mindkeacutet hataacutes meacuterteacuteke fuumlgg a

frekvenciaacutetoacutel de miacuteg a mechanikai hataacutes meacuterteacuteke nő a frekvencia noumlvekedeacuteseacutevel addig a hőhataacuteseacute

csoumlkken A keacutet hataacutes egyuumlttes szempontjaacuteboacutel legkedvezőbbnek a 800kHz frekvenciaacutejuacute ultrahangot

talaacuteltaacutek

Az ultrahang intenzitaacutesa aacutetlagosan 4cm-enkeacutent feleacutere csoumlkken a szervezetben Ez a taacutevolsaacutegot felezeacutesi

reacuteteg

A szervezetbe jutoacute ultrahang mechanikai eacutes hőhataacutest fejt ki A mechanikai hataacutes a szoumlvetek

oumlsszenyomoacutedaacutesaacutet eacutes kiterjedeacuteseacutet jelenti az ultrahang frekvenciaacutejaacutenak megfelelően A szoumlvetek

kiterjedeacuteseacutet uumlregkeacutepződeacutes (cavum) kiacuteseacuteri melynek meacuterteacuteke az ultrahang intenzitaacutesaacutetoacutel fuumlgg Teraacutepiaacutes

ceacutelra csak kis intenzitaacutesuacute ultrahang hasznaacutelatos mely nem hoz leacutetre uumlreget eacutes nem roncsol nem okoz

molekulaacuteris kaacuterosodaacutest Az ultrahang hőhataacutesa az elnyelődeacutes koumlvetkezteacuteben megjelenő endogeacuten

hőkeacutepződeacutest jelenti

Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel gyoacutegyszeroldatok kenőcsoumlk juttathatoacutek a szervezetbe (ez a sonophoresis

vagy phonophoresis) Az ultrahang segiacutetseacutegeacutevel porlasztaacutes is megvaloacutesiacutethatoacute melynek

felhasznaacutelaacutesaacuteval aeroszol kezeleacutesek hajthatoacutek veacutegre

Az ultrahangnak oxidaacuteloacute hataacutesa is van hataacutesaacutera gyorsulnak a diffuacutezioacutes folyamatok befolyaacutesolja a

besugaacuterzott reacutesz pH eacuterteacutekeacutet

Az ultrahang bioloacutegiai hataacutesai toumlbbnyire helyiek Hataacutesaacutera javul a veacuterkeringeacutes noumlvekszik a

koumltőszoumlvetek folyadeacutekfelvevő keacutepesseacutege normalizaacuteloacutedik az izomzat toacutenusa

Az ultrahangkezeleacutest maacutes teraacutepiaacutes eljaacuteraacutesokkal egyuumltt is alkalmazzaacutek

A TERMOTERAacutePIA

A termoteraacutepia hőkezeleacutest jelent melynek soraacuten a szervezetnek hőt adnak aacutet vagy vonnak el

Az indifferens hőmeacuterseacuteklet a 35degC hőmeacuterseacuteklet A termoteraacutepiaacutes kezeleacutesek meleghataacutesuacute eacutes

hideghataacutesuacute kezeleacutesekre csoportosiacutethatoacutek A meleg- eacutes hideghataacutesokra a szervezet kuumlloumlnboumlzőkeacutepen

reagaacutel A meleghataacutes faacutejdalomcsillapiacutetoacute eacutertaacutegulaacutest okoz csoumlkkenti az izomtoacutenust A hideghataacutes

faacutejdalomcsillapiacutetoacute noumlveli az izomtoacutenust eacuteroumlsszehuacutezoacutedaacutest eredmeacutenyez

A termoteraacutepiaacutes hataacutes nemcsak a normaacutelistoacutel elteacuterő kuumllső hőhataacutestoacutel eacutes a kiindulaacutesi bőrhőmeacuterseacuteklettől

fuumlgg hanem a hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes sebesseacutegeacutetől is

Meleghataacutesuacute kezeleacutesek toumlbbfeacutelekeacutepen toumlrteacutenhetnek

parafinpakolaacutes 60-70 Celsius fokra felmelegiacutetett parafint kennek a testreacuteszre mely egyenletes

eacutes lassuacute hőleadaacutest biztosiacutet

hőleacutegkamra 60-80 Celsius fokra elektromosan felfűtoumltt kamra mely az egeacutesz test kezeleacuteseacutet

lehetőveacute teszi

gőzkamra a hőleacutegkamraacutehoz hasonloacute de a paacuteratartalom 60-70

szauna egy 80-100 Celsius fokra felfűtoumltt hőleacutegkamraacuteboacutel eacutes egy hidegvizes medenceacuteből

vagy zuhanyboacutel aacutell melynek hasznaacutelatakor a felmelegedett szervezetet hirtelen le kell hűteni

(a melegiacuteteacutes eacutes hűteacutes egymaacutes utaacuten toumlbbszoumlr is ismeacutetelhető)

A hideghataacutesuacute kezeleacutesek is toumlbb moacutedon valoacutesiacutethatoacutek meg A 0degC alatti hőmeacuterseacutekleten toumlrteacutenő kezeleacutes

a krioteraacutepia A hideghataacutesuacute kezeleacutesek eseteacuten megkuumlloumlnboumlztethetők a roumlvid eacutes hosszuacute időtartamuacute

kezeleacutesek A krioteraacutepiaacutes kezeleacutesek eseteacuten hűtőgeacutelt vagy folyeacutekony nitrogeacutent hasznaacutelnak

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

40

A HIDROTERAacutePIA

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten a viacutez fizikai hataacutesait hasznaacuteljaacutek fel felhajtoacuteerő hidrosztatikai

nyomaacutes hőmeacuterseacuteklet Az ilyenkor alkalmazott viacutez aacuteltalaacuteban nem tartalmaz jelentős mennyiseacutegű

aacutesvaacutenyi anyagokat

A viacutezbe meruumllő testre Archimeacutedesz toumlrveacutenyeacutenek eacutertelmeacuteben felhajtoacuteerő hat mely suacutelycsoumlkkeneacutest

okoz A csoumlkkent izomerejű emberek ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyebben tudnak aktiacutev mozgaacutest

veacutegezni

A viacutez hidrosztatikai nyomaacutesa elősegiacuteti a kuumlloumlnboumlző folyadeacutekgyuumllemek felsziacutevoacutedaacutesaacutet oumlsszenyomja a

feluumlleti veacutenaacutekat eacutes nyirokereket iacutegy segiacuteti a veacutenaacutes veacuter visszafolyaacutesaacutet Haacutetraacutenya hogy gaacutetolja a

mellkas kiteacutereacuteseacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek soraacuten alkalmazott viacutez osztaacutelyozhatoacute annak hőmeacuterseacuteklete szerint

hideg 28degC alatti hőmeacuterseacutekletű

hűvoumls 28degC-31degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

indifferens 34degC-35degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

meleg 36degC-39degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű

forroacute 40degC feletti hőmeacuterseacutekletű

Az indifferensneacutel alacsonyabb hőmeacuterseacutekletű viacutez eacuterreakcioacutet (oumlsszehuacutezoacutedaacutest majd kitaacutegulaacutest) vaacutelt ki A

meleghataacutes fokozza az anyagcsereacutet javiacutetja a bőr veacuterellaacutetaacutesaacutet

A hidroteraacutepiaacutes kezeleacutesek koumlreacutebe tartoznak a borogataacutesok eacutes a pakolaacutesok a lemosaacutesok eacutes a leoumlnteacutesek

a fuumlrdőkezeleacutesek a zuhanykezeleacutesek a szeacutensavas fuumlrdők eacutes a suacutelyfuumlrdőkezeleacutes

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

41

ENDOSZKOacutePOS VIZSGAacuteLATOK

Az endoszkoacutepok olyan szaacuteloptikaacutes eszkoumlzoumlk melyek segiacutetseacutegeacutevel kis nyiacutelaacutesokon aacutet lehet

vizsgaacutelatokat veacutegezni A megvilaacutegiacutetaacuteshoz szuumlkseacuteges feacutenyt optikai szaacutelak segiacutetseacutegeacutevel vezetik a

vizsgaacutelt teruumlletre A visszavert feacutenyt az objektiacutev lencse a szemlencseacutehez tovaacutebbiacutetja vagy

lencserendszer vagy optikai szaacutel segiacutetseacutegeacutevel

Az endoszkoacutepok lehetnek merev szaacuteruacuteak vagy hajleacutekonyak eacutes keacuteproumlgziacutetőkivetiacutető berendezeacutes is

csatlakoztathatoacute hozzaacutejuk Bizonyos tiacutepusaik beavatkozaacutesok elveacutegzeacuteseacutere is alkalmasak ebben az

esetben a megfelelő eszkoumlz egy az endoszkoacutepban talaacutelhatoacute csatornaacuten keresztuumll keruumll bevezeteacutesre

A merev szaacuteruacute endoszkoacutepok szaacuteraacutenak egyik veacutegeacuten a markolat talaacutelhatoacute amelyhez a szemlencse van

roumlgziacutetve A maacutesik veacutegeacuten egy kitekintőablak talaacutelhatoacute amelyen keresztuumll kileacutep a feacuteny illetve amely

moumlgeacute be van eacutepiacutetve a taacutergylencse Az optikai szaacutel koumlzvetiacuteteacuteseacutevel megvilaacutegiacutetott teruumlletről a keacutepet egy

lencserendszer tovaacutebbiacutetja a taacutergyoptikaacutetoacutel a szemlencseacuteig Ez a fajta endoszkoacutep a tengelyiraacutenytoacutel

elteacuterő neacutezőiraacutennyal is rendelkezhet amennyiben a taacutergylencse moumlgeacute prizma van elhelyezve

Az eszkoumlz markolati reacuteszeacuten aacutelliacutethatoacute az eacutelesseacuteg itt lehet elhelyezve egy koumlrbeforgataacutesra szolgaacuteloacute

taacutercsa is A megvilaacutegiacutetaacutesra egy kuumllső egyseacutegben elhelyezett feacutenyforraacutest hasznaacutelnak amely optikai

szaacutellal van a markolathoz csatlakoztatva

A flexibilis endoszkoacutepok olyan szondaacuteval rendelkeznek amely toumlbb iraacutenyba elhajolhat illetve maga

a szaacuter is hajleacutekony lehet A hajleacutekonysaacutegot eacutes a hajliacutethatoacutesaacutegot a szaacuter burkolata eacutes a benne talaacutelhatoacute

bowden-rendszer teszi lehetőveacute A szondaacutetoacutel a keacutep tovaacutebbiacutetaacutesa optikai szaacutelrendszer segiacutetseacutegeacutevel

toumlrteacutenik

Az endoszkoacutepok egy maacutesik tiacutepusaacutenak az eseteacuteben a keacutep eacuterzeacutekeleacutese elektronikus uacuteton toumlrteacutenik a

digitaacutelis kameraacutekhoz hasonloacutean CCD eacuterzeacutekelő segiacutetseacutegeacutevel Ebben az esetben szonda veacutegeacutetől a jel

vezeteacutekeken keresztuumll nem pedig optikai szaacutelakon keruumll tovaacutebbiacutetaacutesra a feldolgozoacute egyseacuteg feleacute

Leacuteteznek olyan endoszkoacutepok is amelyek eseteacuteben a megvilaacutegiacutetaacutest biztosiacutetoacute feacuteny nem optika szaacutelon

keresztuumll jut el a vizsgaacutelt teruumlletre hanem a szonda veacutegeacuten talaacutelhatoacute LED-ek szolgaacuteltatjaacutek azt

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

42

ORVOSI KEacutePALKOTOacute ELJAacuteRAacuteSOK

AZ ULTRAHANGOS DIAGNOSZTIKA

Az ultrahang olyan mechanikai hullaacutem melyet az emberi fuumll nem keacutepes eacuterzeacutekelni magas

frekvenciaacuteja miatt Az ultrahangos eljaacuteraacutesok nagy előnye hogy segiacutetseacutegeacutevel a legkisebb kockaacutezat

mellett lehet laacutethatoacutevaacute tenni a szervezet kuumlloumlnboumlző reacuteszeit Az ultrahangos diagnosztika a hullaacutem ndash

visszaverődeacutesen eacutes a Doppler-hataacuteson alapul

Az ultrahang kibocsaacutetaacutesa piezoelektromos kristaacutellyal toumlrteacutenik A szervezetbe valoacute bejuttataacutesa

eacuterdekeacuteben egy zseleacutes anyagot visznek fel a bőrre Az ultrahang a szervezetben a kuumlloumlnboumlző szervek

feluumlleteacuteről vagy kuumlloumlnboumlző szoumlvetek hataacuterfeluumlleteacuteről visszaverődik A visszavert hullaacutemokat ugyanaz

a kristaacutely eacuterzeacutekeli amely azokat kibocsaacutetotta A kibocsaacutetaacutes eacutes a visszavert hullaacutem eacuterzeacutekeleacutese koumlzoumltt

eltelt időből kiszaacutemiacutethatoacute a taacutevolsaacuteg ahonnan a visszaverődeacutes toumlrteacutent A detektor mozgataacutesaacuteval

felteacuterkeacutepezhető egy feluumllet melyről egy szaacutemiacutetoacutegeacutep keacutepet alkot A mintaveacutetelezeacutes a meacutereacutes soraacuten

nagyon sűrűn is toumlrteacutenhet (maacutesodpercenkeacutent akaacuter egy millioacuteszor)

A Doppler-hataacutes az eacuterrendszer aacutellapotaacutenak a felmeacutereacuteseacutere szolgaacutel Ebben az esetben a visszavert

hullaacutem frekvenciaacutejaacuteboacutel meghataacuterozhatoacute a veacuter sebesseacutege az erekben vagy a sziacutevben melyből ezek

aacutellapotaacutera lehet koumlvetkeztetni

A szaacutemiacutetaacutestechnika fejlődeacutese napjainkra lehetőveacute tette haacuterom- eacutes neacutegydimenzioacutes ultrahangfelveacutetelek

keacutesziacuteteacuteseacutet A neacutegydimenzioacutes felveacutetelek eseteacuten a folyamatok időbeli vaacuteltozaacutesa is nyomon koumlvethető

Az ultrahangos vizsgaacutelat toumlrteacutenhet kontrasztanyag beadaacutesaacuteval is Ebben az esetben a kontrasztanyag

neacutehaacuteny mikron aacutetmeacuterőjű gaacutez tartalmuacute (peacuteldaacuteul foszfolipid burkolattal rendelkező keacuten-hexafluorid)

mikrobuboreacutekokat tartalmaz Ezek keacutepesek aacutetjutni a tuumldő kapillaacuterisain iacutegy kileacutelegezhető a gaacutez A

szervezetbe juttatott mikrobuboreacutekok rezegni keacutepesek az ultrahang hataacutesaacutera eacutes azok

rezonanciafrekvenciaacutejaacuten nagyobb az ultrahang fejbe visszaeacuterkező jel intenzitaacutesa Ezt felhasznaacutelva

keacutesziacutethető intravascularis kontrasztanyagos ultrahang felveacutetel

A ROumlNTGENFELVEacuteTEL

A roumlntgensugaacuterzaacutes a laacutethatoacute feacutenyhez hasonloacute elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes de annaacutel kisebb

hullaacutemhosszuacutesaacuteguacute eacutes nagyobb aacutethatoloacutekeacutepesseacutegű A roumlntgensugaacuterzaacutes a kuumlloumlnboumlző anyagokban

kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben nyelődik el Mivel az emberi szervezet kuumlloumlnboumlző vaacuteltozatos eloszlaacutesuacute

szoumlvetekből eacutepuumll fel ezeacutert a roumlntgensugaacuterzaacutes alkalmas ennek vizsgaacutelataacutera

A roumlntgenfelveacutetelek keacutesziacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges egy roumlntgensugaacuterzaacutest kibocsaacutetoacute forraacutes eacutes egy eacuterzeacutekelő

feluumllet A roumlntgensugarak eacuterzeacutekeleacuteseacutere toumlbb moacutedszer leacutetezik

Legreacutegebbi de meacuteg napjainkban is hasznaacutelt a fotoacutezaacutesban is alkalmazott filmhez hasonloacute eacuterzeacutekelő

feluumllet hasznaacutelata Ebben a sugaacuterzaacutes hataacutesaacutera keacutemiai folyamatok zajlanak le a sugaacuterzaacutes erősseacutegeacutetől

fuumlggően A filmet a felveacutetel keacutesziacuteteacuteseacutet koumlvetően elő kell hiacutevni ami kuumlloumlnboumlző vegyszerek

felhasznaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

Maacutesik moacutedszer a fluoreszcens ernyő hasznaacutelata mely a roumlntgensugaacuterzaacutes hataacutesaacutera laacutethatoacute feacutenyt bocsaacutet

ki (ilyen peacuteldaacuteul a ZnS-al bevont ernyő) Ez a moacutedszer sokkal pontatlanabb eacutes nagyobb sugaacuterterheleacutest

okoz mint a felveacutetelkeacutesziacuteteacutes előnye viszont az hogy gyorsabb eacutes azonnal laacutethatoacute

A digitaacutelis technikaacutenak eacutes a detektorok fejlődeacuteseacutenek koumlszoumlnhetően lehetseacutegesseacute vaacutelt a roumlntgenfelveacutetel

koumlzvetlenuumll a szaacutemiacutetoacutegeacutepre toumlrteacutenő roumlgziacuteteacutese Ehhez egy keacutetdimenzioacutes helyzeteacuterzeacutekeny

fotondetektort hasznaacutelnak ami a beeacuterkező roumlntgenfoton hataacutesaacutera egy impulzust bocsaacutet ki eacutes megadja

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

43

a beeacuterkezeacutes helyeacutet is Felbontaacutesa kisebb mint a filmekeacute de kisebb sugaacuterterheleacutest okoz eacutes nincs

szuumlkseacuteg előhiacutevaacutesra

Baacuter a szervek oumlsszeteacuteteleacuteben van kuumlloumlnbseacuteg ez nem minden esetben elegendő a megfelelően

reacuteszletes kontrasztos keacutep előaacutelliacutetaacutesaacutehoz Ezekben az esetekben olyan kontrasztanyagot kell a

szervezetbe juttatni amely noumlveli a kontrasztot a felveacutetelen Az ilyen anyagok jobban elnyelik a

roumlntgensugarakat a koumlrnyező szoumlvetetkneacutel

Az eacuterzeacutekenyseacuteg noumlveleacuteseacutenek egy maacutesik lehetőseacutege a faacuteziskontraszt-lekeacutepezeacutes Ez a technika azt

hasznaacutelja ki hogy a roumlntgensugaacuterzaacutesnak nemcsak az erősseacutege hanem a faacutezisa is megvaacuteltozik az

anyagon valoacute aacutethaladaacuteskor Ezen moacutedszer eseteacuten az aacutethaladoacute hullaacutem faacutezisaacutet meacuterik egy maacutesik

hullaacutemeacutehoz viszonyiacutetva

A szervek teacuterbeli elhelyezkedeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben gyakran keacutet kuumlloumlnboumlző iraacutenyboacutel

keacutesziacutetenek roumlntgenfelveacutetelt

A CT (SZAacuteMIacuteTOacuteGEacutePES TOMOGRAacuteFIA)

Roumlntgenfelveacutetelek eseteacuten nem aacutellapiacutethatoacute meg a szervek teacuterbeli elhelyezkedeacutese eacutes alakja A

tomograacutefiaacutes eljaacuteraacutesok ezt a hiaacutenyt poacutetoljaacutek azzal hogy egy reacuteszletes haacuteromdimenzioacutes keacutepet

nyuacutejtanak a vizsgaacutelt teruumlletről Ehhez egymaacutes utaacuteni keacutepszeleteket keacutesziacutetenek a testreacuteszről amelyekből

aztaacuten haacuteromdimenzioacutes keacutep aacutelliacutethatoacute elő

A CT keacuteszuumlleacutekek a felveacutetelek elkeacutesziacuteteacuteseacutehez roumlntgensugarakat hasznaacutelnak fel melyeket detektorok

eacuterzeacutekelnek A detektorok elektromos jeleket aacutelliacutetanak elő melyekből szaacutemiacutetoacutegeacutep segiacutetseacutegeacutevel

haacuteromdimenzioacutes keacutep keacuteszuumll

A roumlntgenforraacutessal szemben talaacutelhatoacutek a koumlriacutevben elhelyezett detektorok A vizsgaacutelt szemeacutelyt koumlzeacutejuumlk

helyezik el A roumlntgensugaacuterzaacutest megszűrik eacutes a sugaacuter alakjaacutet beaacutelliacutetjaacutek annak eacuterdekeacuteben hogy a

sugaacuter csak a megfelelő iraacutenyba haladjon A sugaacuter vastagsaacutegaacutenak vaacuteltoztataacutesaacuteval aacutelliacutethatoacute be a

szeletvastagsaacuteg egyetlen keacutepszelet vastagsaacutega

A detektorok szaacutema neacutehaacuteny szaacutez eacutes neacutehaacuteny ezer koumlzoumltt vaacuteltozhat Műkoumldeacutesuumlk vagy a sugaacuterzaacutes

ionizaacuteloacute hataacutesaacuten alapul (ionizaacutecioacutes detektorok) vagy azon hogy bizonyok anyagokban a

roumlntgensugarak hataacutesaacutera felvillanaacutesok joumlnnek leacutetre (szcintillaacutecioacutes detektorok)

A roumlntgencső a detektorok eacutes az adatgyűjtő rendszer egy gyűrűben talaacutelhatoacute mely a fuumlggőleges

iraacutenyhoz keacutepest 25-30 fokos szoumlgben doumlnthető A vizsgaacutelat soraacuten egy keacutepszelet elkeacutesziacuteteacutesekor a

roumlntgencső a detektorokkal egyuumltt koumlrbefordul Egy maacutesik keacuteszuumlleacutektiacutepus eseteacuten a detektorok koumlrbe

helyezkednek el eacutes csak a roumlntgenforraacutes forog

Vannak olyan CT berendezeacutesek melyek egyszerre toumlbb keacutepszeletet tudnak elkeacutesziacuteteni

AZ NMR (MAGMAacuteGNESES REZONANCIA) EacuteS AZ MRI (MAacuteGNESES REZONANCIAacuteS

KEacutePALKOTAacuteS)

Mindkeacutet eljaacuteraacutes a hidrogeacutenatomok valamifeacutele vaacutelaszaacutenak az eacuterzeacutekeleacuteseacuten alapul de miacuteg az MRI csak a

viacutezben talaacutelhatoacute hidrogeacutenre eacuterzeacutekeny addig az NMR a testben talaacutelhatoacute oumlsszes hidrogeacutenre Mindkeacutet

eljaacuteraacutessal a forraacutessűrűseacuteg meacuterhető

Vannak olyan atomok melyekre erő hat ha maacutegneses teacuterbe helyezik őket Ez az erő az atomok

spinjeacutet (maacutegneses perduumlleteacutet) a maacutegneses teacuter iraacutenyaacuteba aacutelliacutetja Kiteacuteriacutetve egy ilyen atomot az egyensuacutelyi

helyzeteacuteből az rezgeacutesbe joumln A rezgeacutes frekvenciaacuteja a maacutegneses teacuter erősseacutegeacutetől fuumlgg Ha egy ilyen

atomot olyan elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes eacuter melynek frekvenciaacuteja megegyezik az atom

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

44

sajaacutetfrekvenciaacutejaacuteval (szabad rezgeacutesszaacutemaacuteval) maximaacutelis energiaacutet vesz fel a teacuterből Az atomok az

elnyelt energia mennyiseacutegeacutevel araacutenyos energiaacutet sugaacuteroznak ki melyet detektorokkal fel lehet fogni

A maacutegneses teacuter erősseacutegeacutenek valamint az elektromaacutegneses teacuter frekvenciaacutejaacutenak a vaacuteltoztataacutesaacuteval az

atomok rezonanciaacuteja ideacutezhető elő A rezonaacuteloacute atomok aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes frekvenciaacutejaacutenak a

gerjesztő forraacutesnak valamint a detektorok helyzeteacutenek paacutesztaacutezaacutesaacuteval teacuterkeacutepezhető fel az adott

testreacutesz

A vizsgaacuteloacute berendezeacutesekben jellemzően szupravezető maacutegnesek talaacutelhatoacutek

Az sMRI (strukturaacutelis MRI) az agy feleacutepiacuteteacuteseacutenek felteacuterkeacutepezeacuteseacutere miacuteg az fMRI (funkcionaacutelis MRI)

az idegi aktivitaacutes vizsgaacutelataacuteraacutera szolgaacutel

A PET (POZITRONEMISSZIOacuteS TOMOGRAacuteFIA)

A pozitron az elektron antireacuteszecskeacuteje toumlmege megegyezik az elektroneacuteval toumllteacutese viszont azzal

ellenteacutetes Egy pozitron eacutes egy elektron talaacutelkozaacutesakor mindkettő megsemmisuumll (anihilaacuteloacutedik)

mikoumlzben keacutet nagyenergiaacutejuacute foton sugaacuterzoacutedik ki egymaacutessal ellenteacutetes iraacutenyba

Az eljaacuteraacutes soraacuten az anyagcsereacuteben aktiacutevan reacutesztvevő molekulaacuteval kombinaacutelt roumlvid felezeacutesi idejű

(jellemzően neacutehaacuteny tiacutez perc) radioaktiacutev izotoacutepot juttatnak a szervezetbe amely pozitronkibocsaacutetaacutessal

alakul aacutet A keletkező pozitron elektronnal talaacutelkozva anihilaacuteloacutedik A kibocsaacutetott fotonokat

detektorok eacuterzeacutekelik

Tipikus peacutelda a radioaktiacutev anyagra a fluor 18-as izotoacutepja melyet egy cukorral rokon vegyuumlletben

megkoumltve juttatnak a szervezetbe Hasznaacutelatosak meacuteg a 11C 13N 15O izotoacutepok is melyek szinte

baacutermilyen molekulaacutehoz koumlthetők Ez az anyag iacutegy a szervezet azon helyeire jut el ahova a cukor is

eljut (vagy ahovaacute eljut az az anyag amihez az izotoacutepot koumltoumltteacutek)

A kibocsaacutetott pozitronok szaacutema eacutes ezzel egyuumltt a keletkező fotonok szaacutema araacutenyos a fluoratomok

(vagy maacutes alkalmazott izotoacutepok) szaacutemaacuteval A felveacutetelek keacutesziacuteteacutesekor csak a fotonpaacuterokat veszi a

berendezeacutes figyelembe tehaacutet azokat amelyek egyszerre eacuterkeznek a detektorokba ugyanis ezek

ugyanarroacutel a helyről indultak ki A keacutet foton beeacuterkezeacutesi helyeacutenek ismereteacuteben meghataacuterozhatoacute

kiindulaacutesi helyuumlk a szervezetben Keacutepszeletek (melyek aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny millimeacuteter vastagsaacuteguacuteak)

keacutesziacuteteacuteseacutevel felteacuterkeacutepezhető a jelzőanyag sűrűseacutege tehaacutet intenzitaacutesteacuterkeacutep keacutesziacutethető melyből

koumlvetkeztetni lehet az anyagcsere folyamatokra eacutes azok időbeli lezajlaacutesaacutera

Haacutetraacutenya az eljaacuteraacutesnak hogy rossz a keacutepek felbontaacutesa ugyanis a pozitronok toumlbb millimeacuteteres utat is

megtehetnek a szervezetben mire elektronnal talaacutelkoznak eacutes leacutetrejoumln a foton-paacuterkelteacutes Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute az alkalmazott izotoacutepok előaacutelliacutetaacutesa valamint roumlvid felezeacutesi ideje (ami miatt nem

taacuterolhatoacutek hosszabb ideig)

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

45

BIOELEKTROMOS VIZSGAacuteLATOK

AZ EKG (ELEKTROKARDIOGAacuteFIA)

Az elektrokardiograacutef a sziacutev elektromos teveacutekenyseacutegeacutet papiacuterszalagra rajzolt goumlrbeacutek formaacutejaacuteban jeleniacuteti

meg Segiacutetseacutegeacutevel vizsgaacutelhatoacute a sziacutevvereacutesek szabaacutelyossaacutega a sziacutev ingerkeacutepzeacutese ingervezeteacutese az

ezekkel kapcsolatos koacuteraacutellapotok Informaacutecioacute kaphatoacute a kamraacutek falaacuteroacutel az alkalmazott gyoacutegyszerek

hataacutesairoacutel is

Az eljaacuteraacutes soraacuten a berendezeacutes a sziacutevben zajloacute elektromos folyamatokat eacuterzeacutekeli felerősiacuteti eacutes papiacuterra

vagy szaacutemiacutetoacutegeacutepre roumlgziacuteti A meacutereacutes alapjaacutet a sziacutevizom elektromos teveacutekenyseacutege illetve ennek

eacuterzeacutekeleacutese keacutepezi A sziacutev műkoumldeacutesekor 100mV nagysaacuteguacute elektromos impulzusok keletkeznek eacutes

terjednek a sziacutevizomban Ezek a test felsziacuteneacuten elhelyezett elektroacutedaacutekkal eacuterzeacutekelhetők baacuter erősseacuteguumlk

jelentősen lecsoumlkken A meacutereacutes szempontjaacuteboacutel nagyon fontos az elektroacutedaacutek helyzete a testen ugyanis

ez befolyaacutesolja a meacutert feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Keacutetfajta meacutereacutesi moacutedszer terjedt el

unipolaacuteris a mellkas egy adott pontjaacuten jelenlevő potenciaacuteleacuterteacuteket meacuterik egy nulla potenciaacuteluacute

referencia elektroacutedaacutehoz keacutepest

bipolaacuteris a mellkasra helyezett elektroacutedaacutek koumlzoumltti feszuumlltseacuteget meacuterik

A gyakorlatban 6-12 elektroacutedaacutet helyeznek fel a testre

AZ EEG (ELEKTROENKEFALOGRAacuteFIA)

Az elektroenkefalograacutef segiacutetseacutegeacutevel az agyi aktivitaacutes vizsgaacutelhatoacute az agy műkoumldeacuteseacutet kiacuteseacuterő

elektromos potenciaacutelvaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutevel Az elektroenkefalograacutef az elektrokardiograacutefhoz

hasonloacutean műkoumldik Az elektroacutedaacutekat melyek szaacutema aacuteltalaacuteban 6-8 (de akaacuter 64 is lehet) a fejbőr

megfelelő pontjaira helyezik Az eacuterzeacutekelt jeleket az eszkoumlz felerősiacuteti eacutes roumlgziacuteti

AZ ENG (ELEKTRONEUROGRAacuteFIA)

Az ENG az idegek aacutellapotaacuteroacutel műkoumldeacuteseacuteről szolgaacuteltat informaacutecioacutekat A moacutedszerrel a mozgatoacute- eacutes

eacuterzőidegek is vizsgaacutelhatoacutek

A mozgatoacuteidegek vizsgaacutelatakor az ideget bőroumln keresztuumll aacuterammal ingerlik Ennek eredmeacutenyekeacutent

eacuterzeacutekelhető a megfelelő izomcsoportok reakcioacuteja meacuterhető az ingeruumllet nagysaacutega eacutes vezeteacutesi

sebesseacutege melyből koumlvetkeztetni lehet bizonyos betegseacutegekre

Az eacuterzőidegek vizsgaacutelatakor az ideg lefutaacutesa menteacuten keacutet pontra helyeznek egy ingerlő eacutes egy eacuterzeacutekelő

elektroacutedaacutet A keacutet pont koumlzoumltt iacutegy meacuterhetőveacute vaacutelik a vezeteacutes sebesseacutege eacutes az ingeruumllet nagysaacutega

Az ENG vizsgaacutelatok fontos szerepet jaacutetszanak a traumaacutes idegi seacuteruumlleacutesek idegkompresszioacutek

gerincvelői idegek kaacuterosodaacutesa stb vizsgaacutelataacuteban

AZ EMG (ELEKTROMIOGRAacuteFIA)

Az EMG vizsgaacutelat a vaacutezizmok (akaratlagosan szabaacutelyozhatoacute műkoumldeacutesű izmok) motoros egyseacutegeinek

műkoumldeacuteseacuteről ad felvilaacutegosiacutetaacutest

A vizsgaacutelat alatt az izom mozgaacutesa soraacuten az izomsejtekben leacutetrejoumlvő elektromos aktivitaacutest meacuterik

felsziacuteni vagy tűelektroacutedaacutek segiacutetseacutegeacutevel Műszerrel roumlgziacutetik az izomvaacutelaszkor kialakuloacute elektromos

vaacuteltozaacutesokat melyek alkalmasak a megfelelő koumlvetkezteteacutesek levonaacutesaacutera

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

46

A vizsgaacutelat eredmeacutenyekeacutent koumlvetkeztetni lehet anyagcsere soraacuten kialakult betegseacutegekre

izomsorvadaacutesra stb

Az ENG eacutes az EMG vizsgaacutelatokat kuumlloumln-kuumlloumln eacutes egyuumlttesen is alkalmazzaacutek

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu

Biofizika jegyzet

47

FELHASZNAacuteLT FORRAacuteSOK

DR CSERMELY MIKLOacuteS Fizioteraacutepia Medicina Koumlnyvkiadoacute Rt Budapest 2001

BAGOSI ROacuteBERT Fizika jegyzet a szakkoumlzeacutepiskolaacutes eacutes gimnaacuteziumi tanuloacutek szaacutemaacutera

SAUFERET JAacuteNOS Biofizika

DR I TEODORESCU EXARCU ILEANA CIUHAT SILVIA GHEORGHESCU MARIA

ŞOIGAN Bioloacutegia Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1991

FAIGEL GYULA Orvosi keacutepalkotoacute eljaacuteraacutesok Fizikai szemle 2005

SOHAacuteR PAacuteL Az NMR-sztori Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DR NAGY JOacuteZSEF DR ODHIAMBO RAYMOND IFJ DR VITTAY PAacuteL Pozitron emisszioacutes

tomograacutefia

MARTOS JAacuteNOS ZARAacuteND PAacuteL MRI forradalmi vaacuteltozaacutes az orvosi keacutepi diagnosztikaacuteban

Magyar Keacutemiai Folyoacuteirat

DEacuteRI GAacuteBOR KASZA SAacuteNDOR TAMAacuteS Eeacuteszseacutegmonitorozaacutes mobiltelefonnal

DR BARTHA TIBOR DR FRENYOacute V LAacuteSZLOacute DR KACSKOVICS IMRE DR MURAY

TIBOR DR RUDAS PEacuteTER DR SZLAMKA PEacuteTER DR ZOLNAI ANNA Bevezeteacutes az

idegrendszer eacutelettanaacuteba Budapest 1991

JOAN G CREAGER Human anatomy and physiology Wm C Brown Publishers

DR ZSUacuteDEL LAacuteSZLOacute Biofizika Egeacuteszseacuteguumlgyi Szakkeacutepző eacutes Tovaacutebbkeacutepző Inteacutezet 2006

Balaacutezs Zoltaacuten A szem (httpuni-obudahuusersbalazszFizikaIInemvE9dettLataspdf)

Urbaacuten Csaba A defibrillaacutelaacutes alapelve (httpsmedicaltechblogwordpresscom20140115a-

defibrillalas-alapelve)

httpmekoszkhu

httpwwwfreewebhu

httpwwwhazipatikacom

httpwwwhuwikipediaorg

httpwwwkatasztrofavedelemhu

httpwwwhuwebbeteghu

httpwwwradiologiahu