MỤC LỤC

Bài 1 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRÊN CƠ THỂ SỐNG............................................................2

I. Nhiệt độ và nhiệt lượng.......................................................................................................................2

II. Các loại nhiệt kế-nhiệt giai.............................................................................................................2

2.1. Các loại nhiệt kế..........................................................................................................................2

2.2. Nhiệt giai......................................................................................................................................2

III. Nhiệt lượng......................................................................................................................................2

IV. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học.........................................................................................3

V. Một số quá trình biến đổi năng lượng trên cơ thể sống...................................................................3

4.1. Năng lượng trong quá trình co cơ.............................................................................................3

4.2. Công trong hô hấp.......................................................................................................................4

4.3. Năng lượng ở tim.........................................................................................................................4

VI. Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học............................................................................................4

5.1. Hàm entropy................................................................................................................................4

5.2. Phát biểu thứ nhất của nguyên lý thú hai nhiệt động lực học.................................................4

5.3. Phát biểu thứ hai của nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học...................................................5

5.4. Áp dụng nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học.........................................................................5

5.5. Biến đổi entropy ở hệ thống sống...............................................................................................5

Bài 2 SỰ VẬN CHUYỂN CHẤT TRONG CƠ THỂ............................................................................6

I. Thuyết động học phân tử....................................................................................................................6

1.1. Các giả thiết để xây dựng thuyết động học phân tử.................................................................6

1.2. Định luật phân bố Maxoen.........................................................................................................6

1.3. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng.................................................................................7

II. Hiện tượng khuếch tán...................................................................................................................8

2.1. Khuếch tán không qua màn.......................................................................................................8

2.2. Khuếch tán qua màn xốp............................................................................................................9

III. Hiện tượng căng mặt ngoài............................................................................................................9

IV. Hiện tượng mao dẫn........................................................................................................................9

V. Hiện tượng thẩm thấu.......................................................................................................................10

VI. Định luật Bernoulli........................................................................................................................10

6.1. Định luật bảo toàn dòng...........................................................................................................10

6.2. Định luật Becnuli:.....................................................................................................................10

VII. Vận chuyển vật chất qua màng tế bào........................................................................................12

Trang 1

7.1. Các hình thức vận chuyển thụ động........................................................................................12

7.2. Các hình thức vận chuyển chủ động.......................................................................................15

VIII. Tính chất vật lý của hệ tuần hoàn............................................................................................18

8.1. Hệ thống tim mạch....................................................................................................................18

8.2. Chức năng vận chuyển khí của máu.......................................................................................19

8.3. Lưu lượng tim............................................................................................................................20

Bài 3 CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TRONG CƠ THỂ SỐNG............................................................20

I. Điện sinh vật cơ bản..........................................................................................................................20

1.1. Các loại điện thế sinh vật.........................................................................................................20

1.2. Điện thế nghỉ..............................................................................................................................21

1.3. Cơ chế hiện tượng điện sinh vật...............................................................................................24

II. Ghi điện sinh vật............................................................................................................................28

2.1. Biến đổi tín hiệu không điện thành điện.................................................................................28

2.2. Khuếch đại tín hiệu điện...........................................................................................................29

2.3. Một số kỹ thuật ghi điện sinh vật.............................................................................................29

III. Tác dụng sinh lý và ứng dụng của dòng điện một chiều............................................................32

1.1. Dòng điện là gì ?........................................................................................................................32

IV. Tác dụng sinh lý và ứng dụng của dòng điện xoay chiều..........................................................34

4.1. Dòng điện xoay chiều................................................................................................................34

4.2. Các loại dòng điện xung dùng trong điều trị..........................................................................36

4.3. Tác dụng sinh học của dòng điện xung...................................................................................36

4.4. Phản ứng của cơ thể đối với dòng điện xung và hiệu quả điều trị........................................37

4.5. Một số chỉ định của dòng điện xung........................................................................................38

Bài 4 CÁC HIỆN TƯỢNG ÂM CỦA CƠ THỂ SỐNG......................................................................38

I. Dao động điều hòa.............................................................................................................................38

1.1. Phương trình dao động.............................................................................................................38

1.2. Biểu thức vận tốc, gia tốc..........................................................................................................39

1.3. Năng lượng của dao động điều hòa.........................................................................................39

1.4. Tổng hợp dao động....................................................................................................................39

II. Sóng cơ học....................................................................................................................................40

2.1. Khái niệm về sóng cơ học.........................................................................................................40

2.2. Các đại lượng đặc trưng của sóng cơ......................................................................................40

2.3. Phương trình sóng cơ................................................................................................................40

2.4. Giao thoa sóng, sóng dừng, sóng âm.......................................................................................41

III. Sóng âm..........................................................................................................................................42

Trang 2

3.1. Khái niệm:..................................................................................................................................42

3.2. Các đặc tính vật lí của âm........................................................................................................42

3.3. Các đặc tính sinh lí của âm.......................................................................................................42

3.4. Phân loại sóng âm......................................................................................................................43

3.5. Hiệu ứng Doppler......................................................................................................................43

IV. Ứng dụng sóng âm trong Y học...................................................................................................46

4.1. Chuẩn đoán gõ...........................................................................................................................46

4.2. Chuẩn đoán nghe.......................................................................................................................46

4.3. Ứng dụng của sóng siêu âm......................................................................................................46

Bài 5. BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG..................................................................................48

I. Mẫu nguyên tử Bor...........................................................................................................................48

1.1. Mô hình nguyên tử....................................................................................................................48

1.2. Các tiên đề của Bohr về cấu tạo nguyên tử.............................................................................48

II. Phóng xạ đối với cơ thể sống........................................................................................................50

2.1. Con người và phóng xạ.............................................................................................................50

2.2. Chiếu xạ tác động lên cơ thể người..........................................................................................52

2.3. Hiệu ứng sinh học của bức xạ..................................................................................................53

2.4. Các đơn vị đo liều bức xạ.........................................................................................................57

III. Quy tắc bảo vệ phóng xạ...............................................................................................................63

Trang 3

Bài 1 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRÊN CƠ THỂ SỐNG

I. Nhiệt độ và nhiệt lượngNhiệt độ là một đại lượng vật lý được xây dựng để phản ảnh đặc trưng của trạng thái

nóng hay lạnh của một đối tượng một cách khách quan, mà không phụ thuộc vào cảm giác chủ quan.

Cảm giác nóng lạnh cho chúng ta biết một vật nào đó có nhiệt độ cao hơn hay thấp hơn so với nhiệt độ của bộ phận tiếp xúc, nó phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ và độ dẫn nhiệt của vật. Ví dụ: tất cả các vật trong môi trường tự nhiên có nhiệt độ giống nhau (bằng nhiệt độ môi trường), nhưng nếu ta tiếp xúc với kim loại thì cảm giác nóng lạnh sẽ khác so với tiếp xúc với gỗ…

Đo nhiệt độ của vật thì ta có nhiều dụng cụ khác nhau, tùy vào nhu cầu ta chọn dụng cụ thích hợp: II. Các loại nhiệt kế-nhiệt giai

2.1. Các loại nhiệt kế- Nhiệt kế thủy ngân ( dựa vào hiện tượng giãn nở vì nhiệt); - Nhiệt kế áp điện (dựa vào hiện tượng áp điện giữa hai kim loại tiếp xúc

nhau); - Nhiệt kế điện trở (sự biến đổi điện trở theo nhiệt độ)…2.2. Nhiệt giai- Nhiệt giai Celsius là độ C, lấy chuẩn 00C là nhiệt độ nước đá đang tan ở điều

kiện bình trường, lấy nhiệt độ sôi của nước là 1000C- Nhiệt giai Fahreinheit là độ F, lấy chuẩn 320F là nhiệt độ nước đá đang tan ở

điều kiện bình trường, lấy nhiệt độ sôi của nước là 2120F.N0C=(1.8n+32)0F- Nhiệt giai Kelvin: theo nghiên cứu người ta chứng minh được nhiệt độ thực

tế thấp nhất có thể đạt được là -273.160C. Nhiệt giai Kelvin lấy đó làm chuẩn 00K và có giai đo trùng với giai đo độ C.

T0K=t0C+273,16III. Nhiệt lượng

Mọi vật đều được cấu tạo từ các nguyên tử, phân tử. Các nguyên tử, phân tử này luôn luôn chuyển động hỗn độn, trong quá trình chuyển động chúng va chạm với nhau. Cộng tất cả các năng lượng chuyển động nhiệt và năng lượng tương tác giữa các nguyên tử, phân tử đó cho ta nội năng của vật. Nhiệt độ của vật càng cao thì chuyển động của chúng càng nhanh, do đó nội năng của vật cũng cao.

Nhiệt lượng là phần năng lượng mà vật nhận được hay truyền đi là thay đổi nội năng của vật. Nhiệt lượng để vật thay đổi từ t1 đến t2 được tính bằng công thức:

∆Q=mc∆t

Trang 4

m: là khối lượng (kg)c: nhiệt dung riêng (j/kg.độ)∆t=t2-t1: độ chênh lệch nhiệt độ.

IV. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực họcNhiệt lượng truyền cho hệ bằng tổng công mà hệ thực hiện đối với môi trường bên

ngoài và độ biến thiên nội năng.dQ=dU+dATrong đó: dQ là nhiệt lượng cung cấpdU là độ biến thiên nội năng dA là công hệ thực hiện

Theo nguyên lý I thì nếu cơ thể hoạt đọng như một máy nhiệt thì cần có một nguồn nhiệt để cung cấp nhiệt lượng, muốn vậy thì nguồn nhiệt phải đạt 1740C theo tính toán. Thực tế không thể được, vậy muốn hoạt động cơ thể còn cách thay đổi nội năng của các cơ. Áp dụng nguyên lý I cho hệ thống sống thì ta có thể viết phương trình như sau:

∆Q=∆E+∆A+∆M

Trong đó ∆Q là nhiệt lượng sinh ra trong quá trình đồng hóa thức ăn

∆E là phần năng lượng tiêu hao vào môi trường

∆A là công mà cơ thể thực hiện

∆M là năng lượng dự trữ dạng hóa năng (các sản phẩm cuối)

Phương trình trên còn gọi là phương trình cân bằng nhiệt đối với cơ thể.

V. Một số quá trình biến đổi năng lượng trên cơ thể sống4.1. Năng lượng trong quá trình co cơCông trực hiện trong quá trình co cơ được tính bằng công thức sau:

Trong đó x là độ dài cơHiệu suất công của quá trình co cơ

là công thực hiện với môi trường ngoài

là công mà cơ thực hiện ứng với năng lượng cung cấp.Thông thường hiệu suất này chỉ đạt khoảng 20-30%

Trang 5

Năng lượng dung trong quá trình co cơ được lấy trực tiếp từ ATP có trong cơ. Lượng ATP có sẵn trong cơ không nhiều nên trong quá trình hoạt động ATP phải được tổng hợp một cách lien tục, nhanh chóng nhờ một loại protein giàu năng lượng là phosphocreatin qua phản ứng sau:

Phosphocreatin + ADP → ATP + creatinTuy nhiên lượng ATP tổng hợp trong quá trình này chỉ đủ để cơ hoạt động trong

thời gian ngắn. để có đủ năng lượng làm việc trong thời gian dài ATP được tổng hợp từ một phản ứng khác là phân hủy glycogen.

Glucose+3H3PO4+2ADP → 2lactat+2ATP+2H2OQuá trình này tạo nhiều lactate sẽ kìm hãm quá trình tổng hợp ATP.4.2. Công trong hô hấpKhi hít thở, không khí được đưa vào phổi và đẩy ra liên tục. Công này được tính

bằng công thức

Vì áp suất này thay đổi liên tục nên công này khó có thể tính bằng lý thuyết. Dụng cụ đo đại lượng này gọi là phế dung kế, kết quả đo được công A khoảng 1-2J/phút.

4.3. Năng lượng ở tim

Tim hoạt động như một bơm cơ học, lien tục tạo ra áp suất để đẩy máu đến các cơ quan. Công suất cơ học của tim vào khoảng 1,3-1,4W, trong khi toàn bộ giá trị chuyển hóa của cơ thể là 100W.

Cũng như các cơ khác, hoạt động của tim đòi hỏi phải cung cấp năng lượng, năng lượng này cũng lấy từ việc tổng hợp ATP

VI. Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học5.1. Hàm entropy

Entropy là một hàm trạng thái của hệ, ký hiệu là S sao cho

độ biến thiên của hàm S đó trong một quá trình thuận nghịch trao đối nhiệt của hệ với môi trường ngoài được tính theo công thức:

Nếu hệ biến đổi theo một quá trình cân bằng thuận nghịch bất kỳ từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 thì độ biến thiên của hàm entropy của hệ trong quá trình đó:

5.2. Phát biểu thứ nhất của nguyên lý thú hai nhiệt động lực học

Trang 6

Khi có sự trao đổi nhiệt giữa hai vật khác nhiệt độ tiếp xúc nhau trong một bình kín cách nhiệt so với môi trường ngoài thì nhiệt chỉ truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn đến vật có nhiệt độ thấp hơn

5.3. Phát biểu thứ hai của nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học

Xét hệ cô lập về nhiệt :

Độ biến thiên entropy của hệ trong quá trình trao đổi nhiệt giữa hai vật:

Nếu

T2 < T1 : vật 2 nhận nhiệt T2 > T1 : vật 2 tỏa nhiệt Với một hệ kín biến đổi theo quá trình không thuận nghịch,

entropy của hệ là một hàm luôn luôn tăng Đối với một hệ kín biến đổi theo một quá trình bất kỳ, qua

đó độ biến thiên entropy của hệ là thì nguyên lý tăng entropy được viết dưới dạng:

5.4. Áp dụng nguyên lý thứ hai nhiệt động lực họcỞ hệ thống sống, vật chất, năng lượng được trao đổi không ngừng và quá trình biến

đổi năng lượng cũng luôn luôn xảy ra. Vì vậy, hệ thống sống không thể nằm ở trạng thái cân bằng nhiệt động. hay ta nói sự tồn tại của trạng thái không cân bằng chính là điều kiện sống của cơ thể sống. Tuy nhiên, trong cơ thể sống không phải được đặc trưng bởi trạng thái không cân bằng bất kỳ mà sự vận động của nó đảm bảo các thông số quan trọng không thay đổi. Ví dụ, ở tế bào sống thì độ pH và gradient nồng độ ion luôn luôn không đổi, các trạng thái vừa nói trên gọi là các trạng thái dừng.

Mức trạng thái dừng của hệ thống sống dễ dàng bị dao động, nó phụ thuộc lớn vào điều kiện môi trường bên ngoài cũng như bên trong. Ví dụ khi hoạt động, nghỉ ngơi, quá trình phát triển…đều có các mức trạng thái dừng khác nhau. Việc thay đổi mức trạng thái dừng không phải xảy ra tức thì mà là quá trình biến đổi chậm chạp. Ví dụ: khi đi từ sang vào tối, người làm việc nặng chuyển sang nghỉ ngơi…

5.5. Biến đổi entropy ở hệ thống sống

Trang 7

Cơ thể sống là hệ mở trao đổi chất và năng lượng với môi trường xung quanh, vì vậy sự thay đổi entropy của hệ được chia thành hai phần. Ta gọi dSe là phần thay đổi entropy do sự trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường xung quanh, dSi là phần thay đổi entropy do sự biến đổi bên trong hệ.

dS= dSe+ dSi

Giả sử xét hệ cô lập, dSe=0 (không trao đổi chất với môi trường), lúc này chỉ còn dSi

thay đổi. đối với cơ thể sống, quá trình biến đổi bên trong cơ thể xảy ra không thuận nghịch nên chúng gắn liền với sự tăng entropy.

Đại lượng dSe có thể nhận giá trị bất kỳ: âm, dương, bằng 0. Vì cơ thể có thể trao đổi chất với môi trường bên ngoài theo cả 2 chiều. Nhưng do quá trình sử dụng thức ăn và thải loại các chất thứ cấp khỏi cơ thể nên hầu như dSe mang giá trị âm.

Bài tập ôn tập:

Bài 2 SỰ VẬN CHUYỂN CHẤT TRONG CƠ THỂ

I. Thuyết động học phân tử1.1. Các giả thiết để xây dựng thuyết động học phân tửĐể xây xựng được các phương tiện để khảo sát tính chất của chất khí người ta phải

đưa ra các giả thiết về cấu tạo và tính chất của chất khí để đơn giản hóa cho quá trình tính toán, các chất khí thỏa mãn các giả thiết này được coi như chất khí lí tưởng.

- Chất khí có cấu tạo gián đoạn và gồm số rất lớn các phân tử- Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng, chúng va chạm nhau và va

chạm vào thành bình.- Cường độ chuyển động thể hiện nhiệt độ của hệ.- Kích thước phân tử rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.- Các phân tử không tương tác nhau, chỉ tương tác khi va chạm, và va chạm là

va chạm đàn hồi+ Số mol: là khối lượng của 6,05.1023 hạt (gam)

1.2. Định luật phân bố MaxoenThực nghiệm cho thấy vận tốc của phân tử khí có giá trị từ 0 đến các giá trị rất lớn,

nhưng sự phân bố số phân tử theo vận tốc là không đều. 0<v< ∞Định luật Maxoen cho phép ta xác định tỉ lệ hay số lượng phân tử có giá trị vận tốc

xác định hay vận tốc có giá trị nằm trong khoảng nhất định. Cụ thể tỉ số phân tử có vận tốc từ v đến v+dv được tính như sau.

dn/n=F(v)dvtrong đó F(v) là hàm phân bố xác suất tìm thất hạt có vận tốc v.số phân tử có vận tốc từ v đến v+dv được tính như sau.

Trang 8

dn = n F(v)dvĐộng năng trung bình của phân tử:

gọi là hằng số BolzmanTrung bình bình phương vận tốc :

m là khối lượng của một phân tửVận tốc căn quân phương:

Vận tốc trung bình:

1.3. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng- Thông số trạng thái Trạng thái của một chất khí hoàn toàn được xác định bởi

các đại lượng Vật lý thì các đại lượng Vật lý đó được gọi là các thông số trạng thái. Trong chương trình này ta xét tới các thong số trạng thái sau: thể tích (kí hiệu V, đơn vị m3 hay lít); áp suất (P, đơn vị Pa (paxcal hay N/m2)); nhiệt độ (T, đơn vị độ K (Kenvil), entropy (S, đơn vị J.K-1).

- Trạng thái cân bằng là trạng thái được xác định bởi những thông số trạng thái xác định được gọi là trạng thái cân bằng.

- Quá trình cân bằng là một quá trình biến đổi trạng thái của hệ thông qua các trạng thái cân bằng liên tiếp.

- Phương trình trạng thái khi xét các quá trình biến đổi trạng thái của hệ, các thông số trạng thái có khi độc lập với nhau, có khi phụ thuộc vào nhau. Để thể hiện sự phụ thuộc lẫn nhau của các thông số trạng thái ta biểu thị qua một phương trình toán học gọi là phương trình trạng thái của.

1.3.1. Các định luật thực nghiệma. Quá trình đẳng nhiệt: T = const

Trang 9

b. Quá trình đẳng tích: V = const

c. Quá trình đẳng áp: p = const

1.3.2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởngMột chất khí có trạng thái thỏa mãn phương trình sau đây gọi là khí lý tưởng:

Trong đó: m là khối lượng của khối khí (đơn vị tính là gam)

µ là khối lượng mol của chất khí (g/mol)

R là hằng số khí lý tưởng (R = 8.31 J/mol.K)

là số mol khí

Phương trình đó gọi là phương trình trạng thái của khí lý tưởng.

Ví dụ:

Đáp số: a. 160kPa; b. 22 lít

II. Hiện tượng khuếch tán2.1. Khuếch tán không qua mànHiện tượng khuếch tán là hiện tượng các phân tử chuyển động hỗn độn và hòa lẫn

vào nhau. Hiện tượng khuếch tán xảy ra ở cả chất khí, lỏng, rắn. tuy nhiên tốc độ khuếch tán thì xảy ra nhanh hơn đối với chất khí, lỏng, rắn.

Tốc độ khuếch tán cho ta biết sự khuếch tán xảy ra nhanh hay chậm. định luật Flick cho ta biết số phân tử khuếch tán qua diện tích S trong khoảng thời gian dt qua công thức: dn=-D.S.gradC.dt

Người ta nhận thấy D phụ thuộc vào các yếu tố:- Khối lượng và hình dạng phân tử- Độ nhớt của dung môi

Trang 10

- Nhiệt độ của dung dịch

2.2. Khuếch tán qua màn xốpMàng xốp thấm tự do là loại màng có những lỗ với đường kính rất lớn so với đường

kính phân tử. Hiện tượng xảy ra khi đặt 2 dung dịch ở hai phía của màn.III. Hiện tượng căng mặt ngoài

Quan sát giọt mưa ta thấy nó có dạng hình cầu, các giọt chất lỏng khác cũng có dạng hình cầu. Với cùng một thể tích, mặt cầu là mặt có diện tích bé nhất. Lực tạo nên xu hướng làm co diện tích bề mặt về giá trị bé nhất gọi là lực căng mặt ngoài.

Nguyên nhân tạo nên lực năng mặt ngoài là do các lực liên kết giữa các phân tử. Lực lên kết này giữ không cho các phân tử bề mặt thoát ra ngoài, ở trạng thái này năng lượng trên bề mặt là bé nhất.

Lực căng mặt ngoài được tính theo công thức:F=б.l

б là suất căng mặt ngoài của chất lỏngl là chiều dài (chu vi cần tính lực

Bảng hệ số căng mặt ngoài của một số chất

IV. Hiện tượng mao dẫnHiện tượng nước trong ống nhỏ dâng lên hoặc tụt xuống ở điều kiện bình thường gọi

là hiện tượng mao dẫnĐộ cao của cột dâng lên hoặc hạ xuống được tính theo công thức:

α là góc hợp bởi thành ống và tiếp tuyến của mặt cong tại điểm mặt cong tiếp xúc với thành ống.

r là bán kính ốngρ là khối lượng riêng của chất lỏng

V. Hiện tượng thẩm thấuThẩm thấu là quá trình vận chuyển dung môi qua một màng ngăn cách 2 dung dịch

có thành phần khác nhau khi không có lực ngoài tác dụng. động lực thúc đẩy quá trình thẩm thấu là áp suất thẩm thấu;

Trang 11

T0C (10-3N/m) T0C (10-3N/m)

Nước 18 73,7 Rượu êthylic 30 20,8

Chloroformal 20 27 Thủy ngân 18 520

Rượu êthylic 20 22 Sữa người 20 50

Khi nghiên cứu hiện tượng thẩm thấu Van’t Hoff nhận thấy có thể dung phương trình trạng thái của khí lý tưởng đẻ tính áp suất thẩm thấu:

p là áp suất thẩm thấum là khối lượng chất hòa tanµ là trọng lượng phân tử chất hòa tanVm là thể tích dung dịchR hằng số khí lý tưởng

VI. Định luật BernoulliVI.1. Định luật bảo toàn dòng

Xét sự chuyển động dừng (là của 1 điểm không phụ thuộc thời gian mà chỉ phụ thuộc vị trí) của chất lưu trong một ống dòng. Gọi ΔS1 và ΔS2 là hai tiết diện thẳng bất kì

của ống dòng ấy. Gọi vecctơ 21 ,vv lần lượt là vectơ vận tốc chuyển động của chất lưu tại vị trí ΔS1 & ΔS2 (có phương lần lượt vuông góc với ΔS1 & ΔS2). Vì chất lưu lý tưởng nghĩa là hoàn toàn không nén được, nên khối lượng chất lưu chứa trong ống dòng giới hạn bởi hai tiết diện ΔS1 , ΔS2 là không đổi, do đó lưu lượng chất lưu chuyển động qua ΔS1 , ΔS2 phải bằng nhau.

v1 ΔS1= v2 ΔS2 (6.6)

VI.2. Định luật Becnuli:

Trên hình (6.4) ta thấy khối chất lỏng chiếm vị trí (1,2) chuyển động chiếm vị trí (1’,2’). Khối chất lưu này chuyển động được như vậy là do áp suất p1 gây nên lực F1=p1S1 đẩy chất lỏng tiến tới, áp suất p2 gây nên lực F2=p2S2 cản chuyển động của chất lỏng. Công gây ra do F1 là công dương, công gây ra do F2 là công âm nên công thực hiện do áp suất

của chất lỏng là:

Trang 12 (6.7)

222

111

22112221112211

VdxS

VdxSđóTrong

VpVpdxSpdxSpdxFdxFdA

Vì chất lưu không nén được do đó theo phương trình liên tục ta có V1=V2=V là thể tích chất lỏng có khối lượng m. Do đó phương trình (6.7) trên viết lại là:

dA=(p1-p2)V (6.8)

Giữa vị trí (1,2) và (1’,2’) có chung nhau phần (1’,2) nên ta có thể coi như công do áp suất này làm cho khối chất lỏng (1,1’) chuyển động tới vị trí (2,2’). Nghĩa là khối chất lỏng có năng lượng cơ học ở vị trí (1,1’) là:

211 2

1mvmgh

Ở vị trí (2,2’) là:222 2

1mvmgh

(m khối lượng chất lỏng, h1, h2 và v1, v2 lần lượt là chiều cao so với mặt đất và tốc độ của các vị trí tương ứng).

Vậy sự biến thiên năng lượng cơ học của khối chất lỏng giữa hai vị trí (2,2’) và (1,1’) là:

2

11222 2

1

2

1mvmghmvmghdE

Theo định luật bảo toàn cơ năng thì công thực hiện do áp suất chất lỏng bằng độ biến thiên năng lượng cơ học, nên ta có:

dA=dE (6.10)

Từ (6.8); (6.9); (6.10) ta được:

2222

2111

211

22221

2

1

2

1

2

1

2

1

mvmghVpmvmghVp

Hay

mvmghmvmghVpp

Tức là:

là phương trình định luật Bernoulli

Trong đó:p: Gọi là áp suất tĩnh.

Trang 13

(6.9)

: áp suất động.

: áp suất thủy lực.Ta có thể phát biểu như sau: Trong chất lưu lý tưởng chảy dừng, áp suất toàn phần

(gồm áp suất tĩnh, áp suất động, áp suất thủy lực) luôn luôn là một đại lượng không đổi.VII. Vận chuyển vật chất qua màng tế bào

7.1. Các hình thức vận chuyển thụ động7.1.1. Khuếch tán đơn giản (simple diffusion)

- Khuếch tán đơn giản là hình thức khuếch tán trong đó các phân tử vật chất được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp và không tiêu tốn năng lượng.

- Sự khác biệt về nồng độ của một chất 2 bên màng bào tương tạo nên một gradient nồng độ. Sự khác biệt này làm cho các phần tử chất đó đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp cho tới khi đạt tới sự cân bằng động ở hai bên màng mà không đòi hỏi phải cung cấp năng lượng.

- Sau khi đã  đạt được cân bằng, sự khuếch tán của các phân tử vẫn được tiếp tục duy trì tuy nhiên nồng độ của chúng ở hai bên màng không thay đổi.

- Hiện tượng này phụ thuộc vào động năng (kinetic energy) của các phần tử nên sự khuếch tán sẽ xảy ra nhanh hơn khi (1) nhiệt độ tăng, (2) gradient nồng độ lớn và (3) vật thể có kích thước nhỏ.

Trang 14

- Các phân tử tan trong lipid như oxygen, doxide carbon, nitrogen, các steroid, các vitamin tan trong lipid như A, D, E và K, glycerol, rượu và ammonia có thể đễ dàng đi qua lớp phospholipid kép của màng bào tương theo cả 2 phía bằng hình thức này (hình 4). Tốc độ khuếch tán của chúng tỷ lệ thuận vào khả năng tan trong lipid của các phân tử.

- Các phần tử có kích thước nhỏ không tan trong lipid cũng có thể khuếch tán qua màng theo hình thức này thông qua các kênh (hình 4), như các ion natri (Na+), ion kali (K+), ion calci (Ca2+), ion clo (Cl-),  ion  bicarbonate (HCO3

-) và urê. Tốc độ khuếch tán của chúng tỷ lệ thuận với kích thước phân tử, hình dạng và điện tích của các phần tử.

- Nước không những dễ dàng đi qua lớp phospholipid kép mà còn khuếch tán qua các kênh này.

7.1.2. Hiện tượng thẩm thấu (hình 4)(osmosis)

- Hiện tượng thẩm thấu là hiện tượng vận chuyển thụ động của các phân tử nước từ nơi có nồng độ nước cao (có nồng độ chất hòa tan thấp) tới nơi có nồng độ nước thấp (có nồng độ chất hòa tan cao). Một dung dịch có nồng độ các chất hòa tan càng cao thì áp lực thẩm thấu càng lớn và ngược lại.

- Gradient áp lực thẩm thấu được hình thành hai bên màng do sự có mặt của các chất hoà tan với các nồng độ khác nhau ở mỗi bên.

- Dưới tác động của áp lực thẩm thấu nước sẽ di chuyển từ nơi có áp lực thẩm thấu thấp đến nơi có áp lực thẩm thấu cao để đạt đến sự cân bằng áp lực thấm thấu.

- Bình thường áp lực thẩm thấu ở trong tế bào cân bằng với áp lực thẩm thấu trong dịch ngoại bào nhờ đó thể tích của tế bào duy trì được sự hằng định một cách tương đối, trong khi đó áïp lực thẩm thấu của huyết tương lại cao hơn so với dịch kẻ bao quanh các thành mao mạch, sự khác biệt này làm nước sẽ di chuyển từ phía mô kẻ và trong lòng mao mạch. Các tình huống làm giảm áp lực thẩm thấu của huyết tương sẽ làm ứ trệ nước trong dịch kẻ và dịch ngoại bào.

7.1.3. Hiện tượng khuếch tán qua trung gian (facilitated diffusion)

- Hiện tượng khuếch tán qua trung gian (hình 5) là hiện tượng khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp nhờ vai trò trung gian của các protein đóng vai trò chất vận chuyển trên màng bào tương. Tốc độ của kiểu khuếch tán này phụ thuộc vào sự khác biệt về nồng độ của chất được vận chuyển ở hai bên màng và số lượng của các chất vận chuyển đặc hiệu.

- Trong cơ thể  các ion, urê, glucose, fructose, galactose và một số vitamin không có khả năng tan trong lipid để đi qua lớp phospholipid kép của màng sẽ di chuyển qua màng theo hình thức này.

Trang 15

- Ví dụ: Glucose là một trong những chất quan trọng đối với hoạt động sống của tế bào được vận chuyển vào theo hình thức khuếch tán qua trung gian để đi vào trong tế bào, quá trình này diễn ra theo các bước trình tự như sau:

+ Glucose gắn vào chất vận chuyển đặc hiệu ở phía bên ngoài màng, các chất vận chuyển này khác nhau tùy theo từng loại tế bào.

+ Chất vận chuyển thay đổi hình dạng.

+ Glucose đi qua màng và giải phóng vào trong tế bào, tại đây enzyme kinase sẽ gắn một nhóm phosphat vào phân tử glucose để tạo thành glucose 6-phosphate. Phản ứng này giúp duy trì nồng độ glucose trong tế bào luôn luôn ở mức thấp tạo điều kiện cho glucose luôn luôn được vận chuyển vào bên trong.

7.2. Các hình thức vận chuyển chủ động

Hình thức vận chuyển này được chia làm hai loại (1) vận chuyển chủ động nguyên phát và (2) vận chuyển chủ động thứ phát tùy theo năng lượng ATP được sử dụng trực tiếp hay gián tiếp trong qúa trình vận chuyển các chất.

7.2.1. Vận chuyển chủ động nguyên phát (primary active transport)

- Vận chuyển chủ động nguyên phát là hình thức vận chuyển trong đó năng lượng từ ATP được sử dụng trực tiếp để "bơm" một chất qua màng theo chiều ngược với chiều gradient nồng độ.

Trang 16

- Tế bào sẽ sử dụng năng lượng này thay đổi hình dạng của các protein vận chuyển trên màng bào tương để qua đó thực hiện việc vận chuyển. Khoảng 40% ATP của tế bào phục vụ cho mục đích này.

7.2.2. Vận chuyển chủ động thứ phát (secondary active transport) (hình 7)

- Trong hình thức vận chuyển này năng lượng tồn trữ do sự khác biệt về gradient nồng độ của ion Na+ được sử dụng để vận chuyển các chất đi ngược lại chiều gradient nồng độ của chúng qua màng.

Trang 17

- Bơm natri duy trì một sự khác biệt lớn về nồng độ ion Na+ hai bên màng bào tương, nếu có một con đường qua đó cho phép các ion Na+ đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp thì năng lượng tồn trữ do sự khác biệt về nồng độ của Na+ sẽ được chuyển thành động năng để giúp vận chuyển một chất khác đi ngược lại chiều gradient nồng độ của chất đó.

- Vì sự khác biệt nồng độ của ion Na+ được thiết lập qua hình thức vận chuyển chủ động nguyên phát, đòi hỏi ATP một cách trực tiếp nên có thể coi hình thức vận chuyển thứ phát đã sử dụng ATP một cách gián tiếp để thực hiện việc vận chuyển chủ động qua màng.

- Nhiều loại ion và chất dinh dưỡng được vận chuyển bằng hình thức này:

7.2.3. Hình thức vận chuyển bằng các túi

- Đây là hình thức vận chuyển cho phép các phần tử có kích thước lớn có thể đi qua được màng tế bào, hình thức này gồm có

(1) Hiện tượng nhập bào (endocytosis) bao gồm hiện tượng thực bào (phagocytosis), hiện tượng ẩm bào (pinocytosis), hiện tượng nhập bào qua trung gian receptor.

(2) Hiện tượng thải bào (exocytosis)

7.2.4. Hiện tượng nhập bào

- Thành phần vật chất ngoại bào được đưa vào trong các túi được tạo thành từ sự lõm vào của màng tế bào

- Trong bào tương các túi nhập bào sẽ hoà lẫn với lysosome, các thành phần trong túi nhập bào sẽ bị thủy phân bởi các enzyme và các đơn phân sẽ được đưa vào trong dịch nội bào.

Hiện tượng thực bào (hình 8)

Trang 18

Hình 8: Hiện tượng thực bào

7.2.5. Hiện tượng thải bào

- Hiện tượng thải bào là hiện tượng các cấu trúc được gọi là túi tiết (secretory vesicle) được tạo thành trong lòng bào tương tiến tới và hòa nhập màng của túi vào màng bào tương để đưa các thành phần bên trong túi vào dịch ngoại bào.

VIII. Tính chất vật lý của hệ tuần hoàn8.1. Hệ thống tim mạch

Hệ thống tim mạch gồm có tim và hệ mạch máu, đóng vai trò rất quan trọng trong cơ thể, có tính chất sinh mạng. Đảm nhiệm  các chức năng sau:

       Cung cấp oxy và dưỡng chất cho tổ chức, đồng thời mang các chất cần đào thải chuyển cho các cơ quan có trách nhiệm thải ra ngoài.

       Thông tin liên lạc bằng thể dịch: vận chuyển các hormon, các enzym đến các cơ quan, liên lạc giữa các cơ quan với nhau.

        Điều hòa thân nhiệt: nguồn máu nóng sưởi ấm các cơ quan và làm nhiệm vụ thải nhiệt cho cơ thể.

Trong các chức năng trên, nhiệm vụ cung cấp oxy, glucose cho việc chuyển hóa năng lượng là nhiệm vụ quan trọng nhất.

Hình 1 :  Sự lưu thông máu trong cơ thể

Tế bào não thiếu năng lượng dù chỉ vài giây, đã ngừng hoạt động, nếu thiếu năng lượng quá 5 phút, nó sẽ tổn thương khó hồi phục.

Tim hoạt động như một máy bơm, hút và đẩy máu vào 2 vòng tuần hoàn: đại tuần hoàn và tiểu tuần hoàn (Hình 1).

Trang 19

Vòng đại tuần hoàn (tuần hoàn hệ thống) mang máu động mạch giàu oxy và các chất dinh dưỡng từ tim trái theo động mạch chủ, động mạch chủ tiếp tục phân thành những động mạch nhỏ dần đến các cơ quan. Ở tổ chức, các tiểu động mạch tiếp nối với mạng mao mạch, dưỡng chất và khí sẽ trao đổi qua các thành mỏng của mao mạch, dưỡng chất được cung cấp cho tổ chức. Sau đó máu đã bị khử oxy vào các tiểu tĩnh mạch, được mang ra khỏi mô, tập trung vào những tĩnh mạch lớn, về tim phải.

 Vòng tiểu tuần hoàn (tuần hoàn phổi) mang máu tĩnh mạch từ tim phải theo động mạch phổi lên phổi, ở mao mạch phổi, khí cacbonic được thải ra ngoài và máu nhận oxy để trở thành máu động mạch, theo tĩnh mạch phổi về tim trái, tiếp đó bắt đầu một chu trình tương tự qua vòng đại tuần hoàn.

Như vậy tim là động lực chính của tuần hoàn, tim hút và đẩy máu vào động mạch. Động mạch và tĩnh mạch dẫn máu đến tổ chức và từ tổ chức về tim. Mao mạch chính là nơi diễn ra quá trình trao đổi chất giữa máu và mô.

Hệ thống mạch máu có thể xem như hệ ống dòng, vì thế vận tốc chảy của dòng máu phụ thuộc nhiều vào các yếu tố áp suất dòng máu và tiết diện mạch máu.

8.2. Chức năng vận chuyển khí của máu8.2.1. Vận chuyển khí O2

Hồng cầu vận chuyển O2 từ phổi đến tổ chức nhờ phản ứng sau:

Hb +  O2 Û HbO2 (oxyhemoglobin)

Trong đó O2 được gắn lỏng lẻo với Fe2+. Đây là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp O2 quyết định. Trong phân tử Hb, O2không bị ion hoá mà nó được vận chuyển dưới dạng phân tử O2.

-          Khi hít phải không khí nhiều CO (carbon monoxide), hemoglobin sẽ kết hợp CO để tạo ra carboxyhemoglobin theo phản ứng:

Hb + CO  Þ  HbCO

Ái lực của Hb đối với CO gấp hơn 200 lần đối với O2, vì vậy một khi đã kết hợp với CO thì Hb không còn khả năng vận chuyển O2 nữa. Dấu hiệu đầu tiên là da đỏ sáng, bệnh nhân rơi vào trạng thái kích thích, rồi buồn ngủ, hôn mê và tử vong. Khí CO thường được sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Điều trị bằng cách đưa bệnh nhân ra khỏi môi trường nhiều CO, đồng thời cho thở O2.  Lượng CO trong không khí là chỉ số đo mức độ ô nhiễm môi trường.

-          Khi máu tiếp xúc với những thuốc hoặc hoá chất có tính oxy hoá, Fe2+ trong nhân heme chuyển thành Fe3+và hemoglobin trở thành methemoglobin không còn khả năng vận chuyển O2. Methemoglobin khi hiện diện trong máu nhiều sẽ gây triệu chứng xanh tím. Tình trạng này xảy ra khi ngộ độc một số dẫn chất của anilin, sulfonamide, phenacetin, nitroglycerin, nitrate trong thực phẩm ...

8.2.2. Vận chuyển khí CO2

Trang 20

Hồng cầu vận chuyển CO2 từ tổ chức về phổi theo phản ứng sau:

Hb + CO2   Û   HbCO2 (carbaminohemoglobin)

CO2 được gắn với nhóm NH2 của globin. Đây cũng là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp CO2 quyết định. Chỉ khoảng 20% CO2 được vận chuyển dưới hình thức này, còn lại là do muối kiềm của huyết tương vận chuyển.

8.3. Lưu lượng tim 

Q = Qs . f

 -Qs là khối lượng máu mỗi lần tim bóp tống ra (bình thường khoảng 70ml).                          -f  (tần số tim): số lần tim bóp trong 1 phút (bình thường khoảng 70 lần/phút).

Vậy Q  = Qs x f  =  70ml  x 70 lần  = 4900ml/phút.

Khi tim co bóp mạnh, máu được đẩy vào động mạch nhiều hơn, thể tích tâm thu tăng do đó huyết áp cao hơn và ngược lại.

Khi tim đập chậm, trong một số bệnh lý, thể tích tâm thu không tăng nên lưư lượng giảm và HA giảm. Khi tim nhanh, thể tích tâm thu có giảm chút ít nhưng lưu lượng tăng nên HA tăng. Nhưng có khi tim đập chậm mà HA không giảm, gặp ở người tập luyện thể thao.

Ví dụ: Tim đập chậm 50 lần nhưng Qs =100ml , do đó  Q = 5000ml

Khi tim  đập nhanh (>140lần/phút), thời kỳ tâm trương quá ngắn, không đủ cho máu trở về tim, do đó thể tích tâm thu giảm và lưu lượng tim giảm, HA giảm.

Bài 3 CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TRONG CƠ THỂ SỐNG

I. Điện sinh vật cơ bản

Trong chương này ta sẽ khảo sát một số vấn đề cơ bản của hiện tượng điện sinh vật, tác dụng của dòng điện lên cơ thể sống và ứng dụng của chúng.

1.1. Các loại điện thế sinh vật

Ý tưởng về mối liên hệ chặt chẽ giữa dòng điện và các hoạt động sống được lan truyền từ khoảng những năm 1731 khi Gray (Anh) và Nollet (Pháp) khẳng định sự tồn tại các điện tích ở thực vật, động vật. Tiếp theo đó vào năm 1751 Adanson đã nhận thấy tác dụng điện của các giống cá điện cũng tương tự như bình Leyden đối với động vật và con

Trang 21

người. Walch (1773) đã chứng minh tính đồng nhất của những tác dụng kể trên đồng thời cho thấy sự phóng điện của loại cá điện, cũng như bình Leyden được truyền theo dây dẫn và bị ngắt bởi vật cách điện.

Khởi đầu cho những nghiên cứu về dòng điện sinh học (dòng điện sống) là thí nghiệm nổi tiếng của bác sĩ người Ý Galvani (1791). Ông là người đã tìm ra đặc trưng quan trọng của tế bào sống: Giữa tế bào sống và môi trường bên ngoài luôn tồn tại một sự chênh lệch điện thế. Ðo trên các loại tế bào khác nhau, sự chênh lệch điện thế này vào khoảng 0,1V, riêng các loại cá điện có thể sinh ra các xung điện (các hiệu điện thế xuất hiện gián đoạn theo thời gian) khoảng 600V, 100mA. Tuy sau đó rất nhiều nhà bác học khác cũng quan tâm nghiên cứu, nhưng đến hơn 100 năm sau, con người vẫn chưa hiểu rõ cơ chế của hiện tượng điện sinh vật. Trong vài chục năm gần đây, nhờ các máy ghi đo điện chính xác, các máy phát xung điện cũng như các thiết bị điện tử hiện đại, nhờ sự áp dụng có hiệu quả các phương pháp đồng vị phóng xạ, kính hiển vi điện tử, hóa học tế bào.v.v... chúng ta mới phát hiện được nhiều quy luật về hoạt động điện của tế bào.

1.2. Điện thế nghỉ

Kết quả của thí nghiệm phát hiện điện thế nghỉ mô tả trên hình 4.1 cho thấy:

Khi 2 điện cực đặt trên bề mặt của sợi thần kinh thì không có sự chênh lệch về điện thế.

Khi chọc 1 điện cực qua màng vào sâu trong tế bào, còn 1 điện cực đặt trên bề mặt sợi thần kinh thì giữa hai đầu điện cực xuất hiện một hiệu điện thế.

Khi 2 điện cực chọc xuyên qua màng, không có sự chênh lệch về điện thế.

Như vậy giữa phần bên trong tế bào và môi trường bên ngoài luôn tồn tại một hiệu điện thế. Sự chênh lệch về điện thế này gọi là điện thế nghỉ hay điện thế tĩnh.

Ðiện thế nghỉ có hai đặc điểm sau:

Mặt trong màng tế bào sống luôn có điện thế âm so với mặt ngoài, tức là điện thế nghỉ có chiều không đổi.

Ðiện thế nghỉ có độ lớn biến đổi rất chậm theo thời gian. Nếu sử dụng kỹ thuật ghi đo tốt chúng ta có thể duy trì để độ lớn của điện thế nghỉ không đổi trong nhiều giờ thí nghiệm; giá trị điện thế nghỉ chỉ nhỏ đi khi hoạt động chức năng của tế bào đã bắt đầu giảm.

Trang 22

Ðể đo điện thế nghỉ chúng ta bắt buộc phải chọc một trong hai điện cực qua màng tế bào, làm cho màng tổn thương ít nhiều. Vì vậy điện thế ghi được thực chất là điện thế xuất hiện khi tế bào bị tổn thương. Ðể giảm tổn thương tới mức tối thiểu, các điện cực dùng để chọc qua màng phải có kích thước hết sức nhỏ (ta gọi là vi điện cực) sao cho hiệu điện thế ghi được có thể xem như điện thế nghỉ.

I.2.1. Ðiện thế hoạt động.

Khi tế bào bị kích thích, dấu của điện tích ở hai phía màng tế bào đảo ngược hẳn so với lúc nghỉ, điện thế mặt ngoài trở nên âm hơn mặt trong. Lúc đó xuất hiện điện thế hoạt động. Có thể ghi điện thế hoạt động bằng hai phương pháp.

a. Phương pháp hai pha.

Hai điện cực ghi đều đặt trên bề mặt của một sợi thần kinh tại hai vị trí (1) và (2). Một điện kế nhạy G nối với 2 điện cực trên (hình 4.4a).

Theo quan điểm cổ điển, khi có một tác nhân kích thích vào sợi dây thần kinh (xung điện, chất hóa học...) sẽ có một sóng hưng phấn mang điện thế âm truyện dọc theo sợi thần kinh. Như vậy sự thay đổi dấu diện tích ở điểm đặt điện cực tương ứng với sự lan truyền của sóng hưng phấn so với các điện cực đó sẽ xác định dạng của điện thế hoạt động. Khi sóng hưng phấn đạt tới điểm đặt điện cực thứ nhất, mặt ngoài màng tại điểm này trở nên âm và do đó xuất hiện dòng điện theo hướng từ điện cực thứ hai đến điện cực thứ nhất. Thiết bị ghi đó sẽ ghi lại dao động của dòng điện về một phía (hình 4.4b). Liền ngay sau đó hưng phấn sẽ bao trùm cả hai vùng điện cực và vùng điện cực thứ hai cũng trở thành âm và do đó hiệu điện thế giữa hai điện cực bằng 0. Bút ghi trở về giá trị 0 ban đầu (hình 4.4c). Tiếp tục lan truyền, sóng hưng phấn sẽ rời vị trí (1) chỉ còn ở vị trí (2) khi đó vị trí (2) lại trở nên âm so với vị trí (1), do dó dòng điện ở mạch ngoài hướng từ điện cực thứ nhất tới điện cực thứ hai tức là ngược chiều so với dòng điện lúc trước (hình 4.4d). Khi sóng hưng phấn hoàn toàn rời khỏi vùng đặt điện cực ghi đo, trạng thái nghỉ ngơi ban đầu phục hồi và hiệu điện thế giữa hai điện cực lại bằng 0 (hình 4.4e).

b.Phương pháp một pha.

Trong phương pháp này, chỉ có một điện cực lớn đặt ở vị trí (2) còn điện cực thứ hai là một vi điện cực cắm xuyên qua màng ở vị trí (3)(hình 4.5).

Trang 23

Khi chưa kích thích, giữa vi điện cực và điện cực lớn có một hiệu điện thế, đó là điện thế nghỉ của thần kinh (khoảng -80mV). Khi kích thích thần kinh tại vị trí (1), sóng hưng phấn sẽ lan truyền về phía vị trí (2): hiệu điện thế giữa hai điện cực tăng từ -80mV dần dần đạt tới giá trị 0 khi sóng đi tới vị trí (2). Khi sóng hưng phấn truyền từ (2) tới (3) hiệu điện thế giữa 2 điện cực lại giảm đi từ giá trị 0 về giá trị điện thế nghỉ như lúc ban đầu (-80mV). Như vậy điện thế hoạt động chính là sự biến đổi nhanh chóng của điện thế nghỉ dưới tác dụng của một tác nhân kích thích nào đó.

Gần đây, nhờ các dao động ký điện tử nhạy chúng ta đã ghi được tỷ mỉ và chính xác hơn điện thế hoạt động bằng phương pháp một pha: đỉnh của điện thế hoạt động có dạng gai nhọn, đỉnh này không dừng lại ở giá trị 0, mà tiếp tục vượt sang phía có giá trị dương (Hình 4.6). Ðo trên sợi trục khổng lồ của thần kinh cá mực người ta thấy điện thế nghi có giá trị khoảng 60mV, phần đỉnh của điện thế hoạt động nhô khỏi giá trị 0 khoảng 50mV.

Trên hình 4.6 dựa vào sự biến đổi điện thế ở hai phía của màng chúng ta có thể chia điện thế hoạt động làm nhiều giai đoạn sau:

Giai đoạn khử cực (đoạn AA') ứng với lúc hiệu điện thế ở hai phía của màng biến đổi từ giá trị điện thế nghỉ đến giá trị 0.

Giai đoạn quá khử cực (gai nhọn A'BB') ứng với hiệu điện thế ở hai phía màng vượt quá giá trị 0.

Giai đoạn phân cực lại (đoạn B'C) ứng với lúc hiệu điện thế ở 2 phía của màng từ giá trị 0 trở về giá trị điện thế nghỉ.

Giai đoạn quá phân cực (đoạn CD) ứng với lúc hiệu điện thế ở 2 phía màng có giá trị âm hơn giá trị điện thế nghỉ.

Chính điện thế hoạt động đã đảm bảo cho quá trình dẫn truyền hưng phấn dọc theo sợi thần kinh. Các kết quả thực nghiệm sau cho thấy rằng điện thế hoạt động có khả năng lan truyền:

- Ðiện thế hoạt động ghi được càng chậm so với thời điểm kích thích sợi thần kinh khi ta đặt điện cực càng xa vị trí kích thích.

- Thời gian của một điện thế hoạt động càng lớn khi hai điện cực đặt càng xa nhau.

Trong những điều kiện sinh lý không thay đổi tốc độ lan truyền của điện thế hoạt động đối với sợi thần kinh là không đổi. Ðối với các sợi thần kinh có đường kính như nhau, tốc độ lan truyền trên các sợi có bao myêlin lớn hơn trên các sợi không có bao myêlin. Quá

Trang 24

trình lan truyền này không làm thay đổi dạng cũng như biên độ của điện thế hoạt động. Cơ chế của quá trình lan truyền điện thế hoạt động có thể giải thích như sau:

Ta đã biết ở trạng thái kích thích, dấu điện tích ở hai phía của màng bị đảo ngược so với lúc nghỉ ngơi. Giả sử màng tế bào đang bị kích thích ở vị trí B lúc đó dấu điện tích mặt trong màng tại B sẽ (+) và ngoài màng sẽ (-), do đó sẽ xuất hiện dòng tại chỗ có chiều như trên hình 4.7a đối với sợi thần kinh không có bao myêlin. Chính dòng điện tại chỗ này làm giảm giá trị hiệu điện thế giữa 2 phía của màng ở vùng lân cận với vùng kích thích. Tại vùng A khi hiệu điện thế giảm tới một giá trị ngưỡng, điện thế hoạt động sẽ xuất hiện tức là vùng A đã chuyển sang trạng thái hưng phấn và lại xuất hiện dòng điện tại chỗ giữa vùng A và vùng lân cận tiếp theo. Cứ như thế sóng hưng phấn được lan truyền dọc theo sợi thần kinh. Vùng C đã bị hưng phấn trước vùng B, mặc dù có tác động của dòng điện tại chổ, nhưng không thể chuyển sang trạng thái hưng phấn nữa như A, vì vùng C đang ở trong giai đoạn trơ.

Khác với trên, quá trình lan truyền trong sợi thần kinh có bao myêlin xảy ra theo lối nhảy cóc từ eo Ranvier này sang eo Ranvier khác và dòng điện tại chỗ cũng chỉ xuất hiện tại các eo này (hình 4.7b), chính vì vậy mà tốc độ lan truyền nhanh hơn so với trong sợi không có bao myêlin.

1.3. Cơ chế hiện tượng điện sinh vật

Vì cơ thể sinh vật có thể coi như một hệ thống chứa dung dịch điện ly, nên khi tìm hiểu cơ chế hoạt động điện của tế bào người ta nghĩ ngay đến vài trò của các ion trong dung dịch. Cuối thế kỷ trước 19, Dubois Reymond và Hermann đã so sánh các dấu hiệu điện sinh vật với lượng ion chứa trong trong tế bào. Sau đó Nernst, Lazarev, Hưber, Huxley, Katz nghiên cứu hiện tượng này sâu hơn.

Cần nhấn mạnh rằng chừng nào tế bào còn sống, còn có sự chênh lệch về nồng độ các ion ở trong tế bào và ở môi trường bên ngoài. Thí dụ, nồng độ ion K+ ở trong các sợi cơ lớn hơn ở không gian bên ngoài tế bào chừng 40 lần, còn nồng độ các ion Na+ thì ngược lại. Ở môi trường bên ngoài nhiều hơn ở trong sợi cơ khoảng 10 lần. Do đó để tìm hiểu cơ chế hiện tượng điện sinh vật, trước hết chúng ta cần khảo sát sự xuất hiện hiệu điện thế khi hai phía của một màng có các dung dịch điện ly nồng độ khác nhau.

I.3.1. Các loại hiệu điện thế.

a. Hiệu điện thế khuếch tán.

Hiệu điện thế này xuất hiện ở ranh giới của các dung dịch điện ly có nồng độ khác nhau nếu các cation (ion dương đến cathod) và anion (ion âm đến anod) chứa trong các

Trang 25

dung dịch này có độ linh động khác nhau. Còn nếu độ linh động của anion và cation như nhau, ví dụ như trong trường hợp K+ và Cl-, thì không xuất hiện hiệu điện thế khuếch tán.

Các ion Kali, Natri, Hydro, Clo, Canxi, OH và NH4 giữ vai trò chính trong việc tạo nên điện thế khuếch tán ở các tế bào và mô. Những ion khác giữ vai trò không đáng kể.

Khi mặt ngoài của tế bào bị huỷ hoại, hai dung dịch trong và ngoài tế bào tiếp giáp nhau. Các dung dịch này rất khác nhau về thành phần và nồng độ các ion. Vì thế, khi đó giữa các dung dịch này xuất hiện hiệu điện thế khuếch tán.

b. Hiệu điện thế nồng độ.

Nhúng hai điện cực làm bằng cùng một thứ kim loại vào hai dung dịch có nồng độ ion kim loại đó khác nhau. Sau khi đạt trạng thái cân bằng, ở mỗi điện cực sẽ xuất hiện một điện thế mà độ lớn phụ thuộc vào tỷ số nồng độ ion kim loại trong điện cực và trong dung dịch. Vì nồng độ ion kim loại trong hai dung dịch khác nhau nên giá trị điện thế ở mỗi cực một khác, giữa chúng xuất hiện một hiệu điện thế Uc, gọi là hiệu điện thế nồng độ.

Như vậy, hiệu điện thế nồng độ được xác định bằng tỉ số nồng độ các ion kim loại trong hai dung dịch.

c. Hiệu điện thế màng và cân bằng Donnan.

Một trong những nguyên nhân tạo ra sự phân bố không đồng đều các ion là sự có mặt của màng bán thấm. Tùy thuộc vào kích thước của lỗ màng, điện tích màng và tính thấm chọn lọc của màng, chúng có thể thấm với các ion này mà không thấm với các ion khác. Chính vì vậy mà xuất hiện hiệu điện thế màng, giá trị của điện thế màng phụ thuộc đặc tính và mức độ thấm chọn lọc của màng, kích thước và điện tích của ion và độ linh động của chúng. Ví dụ: Màng protein ở môi trường kiềm tích điện âm sẽ thấm chọn lọc đối với cation và không thấm đối với anion. Ở các tổ chức sống nồng độ các dung dịch điện ly, các hợp chất của chúng với các chất hữu cơ, tính thấm của màng luôn thay đổi do đó việc đánh giá, giá trị điện thế màng phức tạp hơn nhiều. Một trong những quy luật phân bố các ion ở hai phía của màng có tính thấm chọn lọc là quy luật cân bằng Donnan.

I.3.2. Lý thuyết ion màng về hiện tượng điện sinh vật.

Theo lý thuyết ion màng, trong quá trình hình thành điện thế sinh vật, các ion ở trong dịch bào và ở môi trường ngoài tế bào (đặc biệt các ion K+, Na+...) cũng như màng tế bào có vai trò quyết định. Cho tới nay lý thuyết này vẫn có nhiều ưu điểm trong việc giải thích các hiện tượng điện sinh vật.

Trang 26

a. Lý thuyết ion màng về điện thế nghỉ.

Bernstein là người đầu tiên đưa ra lý thuyết ion màng về điện thế sinh vật, theo Bernstein thì ở trạng thái tĩnh màng chỉ thấm đối với K+ và không thấm đối với Ion Na+ cũng như các anion liên kết với ion K+. Vì nồng độ các ion K+ trong tế bào lớn hơn ở ngoài màng rất nhiều nên ion K+ không ngừng khuếch tán qua màng. Trong khi đó lực hút tĩnh điện các anion và cation đã giữ chúng ở lại màng và làm cho màng bị phân cực một cách bền vững. Như vậy chính sự phân bố không đồng đều các ion do tính thấm chọn lọc của màng là nguyên nhân tạo ra điện thế nghỉ.

Bảng 4.1. Nồng độ các ion tạo điện thêm nghỉ (Na+, K+, Cl)ở các đối tượng nghiên cứu khác nhau

Ðối tượng nghiên cứu Nồng độ trong dịch bào (mM)

Nồng độ ở môi trường ngoài (mM)

Tỉ số Nồng độ trong dịch bào và Nồng độ ở môi trướng ngoài

Na+ K+ Cl- Na+ K+ Cl- Na+ K+ Cl-

Thần kinh ếch

Cơ ếch

Tim chuột cống

Cơ vân của chó

37

15

13

12

110

125

140

140

26

1,2

1,2

1,2

110

110

150

150

2,6

2,6

4,0

4,0

77

77

120

120

0,340

0,140

0,087

0,080

42

48

35

35

0,048

0,016

0,010

0,010

Quan điểm của Bernstein đã được Boyle và Conley phát triển: ở trạng thái tĩnh, bộ ba các ion trên được phân bố tại ở 2 phía của màng tế bào giống như sự phân bố các ion ở trường hợp cân bằng Donnan.

Ðiện thế nghĩ U được xác định bởi tỷ số các nồng độ của ion K+ (hoặc của ion Cl-) có khả năng khuếch tán qua màng ở trong và ở bên ngoài tế bào.

Bằng thực nghiệm Boyle và Convey đã chứng minh rằng khi nồng độ ion K+ ở môi trường ngoài có giá trị từ 13 đến 300 mg/lít, các ion Cl- và K+ được phân bố ở hai phía của màng đúng theo qui luật cân bằng Donnan.

Tuy nhiên giả thuyết trên hầu như bị bác bỏ hoàn toàn khi nhờ kỹ thuật đánh dấu phóng xạ người ta phát hiện rằng các ion Na+ cũng có thể xâm nhập qua màng vào trong tế bào được. Mặc đù vậy Deen vẫn nhận xét một cách sâu sắc rằng: Cho dù màng tế bào có thấm các ion Na+, qui luật cân bằng Donnan vẫn có thể ứng dụng đúng cho các quá trình

Trang 27

phân bố các ion Na+, K+, Cl- ở hai phía của màng nếu giả thiết rằng các ion Na+ có khả năng vận chuyển ngược chiều građiêng nồng độ để lọt ra ngoài tế bào với tốc độ đúng bằng tốc độ dòng ion Na+ đi vào trong tế bào. Ý kiến của Deen, đặc biệt là giả thuyết về khả năng vận chuyển ion Na+ ra ngoài tế bào đã được nhiều thực nghiệm xác minh. Deen cùng với Boyle, Convey được xem là đã góp phần quan trọng trong quá trình tìm hiểu bản chất của điện thế nghỉ.

b. Lý thuyết ion màng về điện thế hoạt động.

Bernstein đã giải thích sự xuất hiện của điện thế hoạt động như sau: Khi tế bào ở trạng thái hưng phấn màng tế bào thấm tất cả các loại ion. Vì vậy, điện thế nghỉ; tạo ra do kết quả của sự phân bố không đồng đều các ion ở hai phía của màng sẽ mất đi. Dòng các anion từ trong tế bào ra ngoài làm cho giá trị điện thế nghỉ ở 2 phía của màng sẽ biến đổi từ giá trị điện thế nghỉ xuống giá trị 0 và như vậy điện thế hoạt động bằng điện thế nghỉ về giá trị. Giả thiết này của Bernstein tồn tại mãi cho tới khi Hodgkin, Huxley (1938), Cole và Curtis (1939) phát hiện ra rằng giá trị của điện thế hoạt động lớn hơn giá trị điện thế nghỉ, tức là sau khi khử cực màng hoàn toàn, điện thế hoạt động tiếp tục tăng và đạt tới giá trị nào đó.

Sau này Côle và Cơtis cho rằng tính thấm của màng thay đổi phụ thuộc vào trạng thái của tế bào và đã giải thích được kết quả thí nghiệm của Hodgkin và Huxley mà Bernstein chưa giải thích được: Khi tế bào ở trạng thái hưng phấn tính thấm của màng đối với ion Na+ tăng lên, dòng các ion Na+ từ ngoài đi vào tế bào lớn hơn dòng các ion K+ từ trong tế bào ra ngoài, sự phân cực của màng bị đảo ngược so với lúc nghỉ ngơi và kết quả là điện thế hoạt động lớn hơn điện thế nghỉ về giá trị. Tế bào trở lại trạng thái với sự phân bố của các ion như lúc đầu (nghỉ ngơi) là nhờ quá trình dịch chuyển các ion đó ngược chiều gradien điện hóa nhờ năng lượng của quá trình trao đổi chất.

Phương pháp cố định điện thế: Bản chất của phương pháp là thông qua một vi điện cực đặt trong tế bào và một điện cực ở bên ngoài màng người ta đặt một điện áp khử cực có giá trị được ổn định nhờ bộ khuếch đại có mối liên hệ ngược (hồi tiếp). Ðồng thời thông qua một hệ điện cực khác ta thu nhận và ghi lại dòng điện xuất hiện trong từng trường hợp thí nghiệm. Nhờ phương pháp này Hodgkin, Katz và Huxley (1952) đã giải thích được khá rõ cơ chế của điện thế hoạt động.

Người ta tính được rằng cứ 0.01s, cơ và thần kinh có thể phản ứng với vài triệu xung điện đến kích thích, do vậy ở trong tế bào lượng ion K+ giảm đi, ion Na+ tăng lên đáng kể. Ðể điều chỉnh cho nồng độ các ion này ở hai phía của màng tế bào có giá trị không đổi, sau mỗi lần kích thích trong cơ và thần kinh phải xảy ra một quá trình vận chuyển K+ và Na+ theo chiều ngược lại. Ðó là quá trình vận chuyển tích cực, ngược chiều với građiên nồng độ mà chúng ta đã nghiên cứu ở bài 3.

Trang 28

c. Hạn chế của thuyết ion màng về hiện tượng điện sinh vật.

- Trong hoạt động điện của cơ và thần kinh, lý thuyết ion màng chưa giải thích được vai trò của ion hóa trị 2 và hóa trị 3, mặc dù có nhiều kết quả thực nghiệm khẳng định vai trò của ion Ca2+ trong quá trình hình thành điện thế hoạt động.

- Thuyết ion màng đã thiếu sót khi cho ràng toàn bộ các ion ở 2 phía của màng ở trạng thái tự do, nghĩa là có thể khuếch tán qua màng. Thực nghiệm đã chứng minh rằng trong cơ có một lượng các ion K+ nhất định ở trạng thái liên kết và chúng không tham gia vào quá trình tạo nên điện thế sinh vật.

Lý thuyết ion màng chưa chú ý đến vai trò của màng: khi tế bào bị kích thích, trong màng xảy ra sự biến đổi về cấu trúc, hình dạng của các phần tử cấu tạo nên màng.

d. Vai trò của các ion Ca++ trong hoạt động điện của tế bào.

Nhiều thực nghiệm đã cho thấy sự tham gia của ion Ca++ vào hoạt động điện của tế bào cụ thể là ion Ca++ tham gia khử cực màng các loại tế bào, kể sau bị kích thích: tế bào cơ trơn, cơ lim, nơron một số loại động vật có xương sống. Tính chất chung đối với những loại tế bào này là sự tồn tại của kênh "Canxi" và điện thế hoạt động có bản chất NatrṩCanxi. Nhiều nhà nghiên cứu đã giả thiết rằng ở màng tồn tại các kênh dẫn "nhanh và "chậm", khi tế bào bị kích thích các kênh đẫn "nhanh" cho dòng ion Na+ đi vào tế bào và hình thành giai đoạn đầu của điện thế hoạt động, sau đó các kênh dẫn chậm sẽ tiếp tục cho ion Na+, Ca++ đi qua hoàn thành quá trình khử cực. Chính sự có mặt của các nhóm có ái lực khác nhau đối với các ion thấm ở kênh mà kênh có thể cho ion này đi qua và giữ các ion khác lại.

- Bên cạnh đó người ta cho rằng ion Ca++ có tham gia vào cấu trúc lớp ngoài màng tế bào. Khi tế bào ở trạng thái kích thích, lượng ion Ca++ trong màng giảm đi, do đó tính dẫn điện cũng như tính thấm của màng tế bào thay đổi. Ðể hiểu rõ điều này cần nghiên cứu những biến đổi về cấu trúc của protein hoặc phospholipid, là những đại phân tử mà ion Ca++ có thể đến kết hợp, khi tế bào từ trạng thái nghỉ ngơi chuyển sang trạng thái hoạt động (hình 4.11).

II. Ghi điện sinh vật2.1. Biến đổi tín hiệu không điện thành điện- Biến đổi quang điện: biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng thông qua

tế bào quang điện.- Quang trở: vật liệu được sử dung có tính chất thay đổi giá trị điện trở khi có

ánh sáng chiếu vào.

Trang 29

- Biến đổi điện dung, điện cảm: sử dung sự thay đổi điện dung của tụ điện, từ đó

gây ra một biến thiên điện. hay dựa vào hiện tượng thay đổi điện cảm của cuộn dây có lõi sắt khi có sự dịch chuyển tương đối giữa cuộn dây và lõi sắt.

- Biến đổi nhiệt điện: dựa vào hiện tượng nhiệt điện giữa hai kim loại tiếp xúc

nhau, hai kim loại khác nhau tiếp xúc nhau sẽ hình thành một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế tiếp xúc. Dòng điện có thể được sinh ra dựa vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn.

- Biến đổi áp điện: một số tinh thể có tính chất tạo nên một hiệu điện thế giữa

hai mặt khi có tác dụng cơ học nén hoặc kéo.2.2. Khuếch đại tín hiệu điệnThông thường tín hiệu nhận được từ cơ thể rất yếu, để có thể nhận biết được cần

phải tăng độ lớn của tín hiệu lên. Việc đó có thể thực hiện được dựa vào mạch khuếch đại tín hiệu.

Mạch khuếch đại cơ bản dùng transitor

Mạch khuếch đại thuật toán

2.3. Một số kỹ thuật ghi điện sinh vật2.3.1. Ghi bằng dao động kí

Trang 30

2.3.2. Bộ ghi cơ

Hoạt động: một bút vẽ được điều khiển bằng hệ thống điện, hệ thống này nhận tín hiệu thông qua một đầu đo (đầu đo có tác dụng biến đổi tín hiệu không điện thành điện), qua một mạch khuếch đại trước khi đến hệ thống điều khiển.

Trang 31

Có thể sư dụng các phương pháp trên để đo các bộ phận trên cơ thể:

a. Ghi điện tim: để ghi được điện tim ta phải chon hai điểm có độ chênh lệch điện thế lớn. chênh lệch gữa hai điểm trên cơ thể gọi là chuyển đạo điện tim. Các chuyển đạo mấu đo được đặt tên là:

- Chuyển đạo DI ghi hiệu điện thế giữa tay trái và tay phải- Chuyển đạo DII ghi hiệu điện thế giữa tay phải và chân trái- Chuyển đạo DIII ghi hiệu điện thế giữa tay trái và chân phải

Ngoài ra còn có các chuyển đạo trước tim và chuyển đạo đơn cực các chi.

b. Ghi điện nãoSong điện não là những dao động có tần số, biên độ, hình dạng khác nhau. Có thể

phân loại song não theo các quan niệm khác nhau. Dưới đây là một trường hợp phân loại song não:

- Sóng delta: 0,5-0,3Hz trong trường hợp đang ngủ hay bệnh lý, song này thường được ghi ở phần sau của não.

- Sóng teta: 4-7Hz thường gặp ở trẻ con, với người khỏe mạnh khó phát hiện loại song này.

- Sóng alpha: 8-13Hz xuất hiện ở người lớn khỏe mạnh.- Sóng beta: 14-30Hz ghi được trên đa số người, tuy nhiên trên người khỏe

mạnh tỷ lệ này rất nhỏ.- Sóng gama: 30-50Hz

c. Ghi điện cơỞ người khỏe mạnh, dung điện cực kim xuyên vào cơ có thể đo được điện thế hoạt

động của một đơn vị vận động co cơ yếu.d. Ghi điện võng mạc

Trang 32

Theo Dubois Raymond bình thường giữa giác mạc và đáy mắt có một hiệu điện thế tĩnh khoãng 4-10µV. khi chiếu một luồng sang mạnh vào mắt thì làm phát sinh một chuỗi xung điện đặc biệt có thể ghi nhận được. hình dưới đây cho biết điện võng mạc đồ bình thường và bệnh lý.

III. Tác dụng sinh lý và ứng dụng của dòng điện một chiều1.1. Dòng điện là gì ?

Dòng điện là sự dẫn truyền có hướng của các điện tích trong môi trường vật chất hoặc trong chân không. Trong vật rắn là điện tử tự do, trong chất lỏng và chất khí là các ion. Trong tự nhiên người ta chia các chất thành 3 loại : dẫn điện, bán dẫn và cách điện. Tùy hướng dẫn truyền của điện tích, ta có dòng điện một chiều khi hướng vận động không đổi và dòng điện xoay chiều khi điện tích luôn thay đổi hướng vận động.

1.2. Cơ chế tác dụng của dòng điện một chiều 

Khi dòng điện một chiều đều đi qua cơ thể, giữa các điện cực có một điện trường hằng định làm cho các ion (và các phân tử có ion bám vào) di chuyển, đồng thời có sự di chuyển các phân tử nước về cực âm. Tốc độ di chuyển các ion không đều, ion điện tích ít, trọng lượng nhỏ, ion vô cơ di chuyển nhanh hơn. Tốc độ các ion xuyên qua màng tế bào phụ thuộc vào kích thước ion sau khi đã hút nước, cho nên độ tích điện của các tế bào, tổ chức ở các màng ngăn có sự thay đổi lớn, các ion lớn bị chặn lại, còn các ion kích thước nhỏ thì vận chuyển xa hơn.

Theo thuyết "kích thích do ion", sự tập trung các ion natri và kali ở cực âm (–) làm tăng sự kích thích tế bào do tính thấm màng tế bào tăng. Các ion canxi, magiê tụ tập ở cực dương (+) làm giảm sự hưng phấn tế bào và làm các khe kẽ màng tế bào bịt kín lại. Các ion hyđrô tập trung ở cực âm (–), ion oxy ở cực dương (+). Sự thay đổi mật độ các ion ảnh hưởng đến sự phân tán của các chất dạng keo, làm chúng đẩy hoặc hút nhau mạnh hơn. Các ion hyđrô và nhóm hyđrôxin (OH) quyết định quá trình di chuyển ion từ môi trường ngoài tế bào vào trong tế bào và sự chuyển hóa các ion trong tế bào. Sự thay đổi pH do tăng số lượng các phân tử chất điện giải chưa phân ly cũng kép theo sự thay đổi sức thấm qua màng tế bào.

Trang 33

Sự thay đổi về ion (bố trí, vận động, tính chất …) nói trên là cơ sở cho tác dụng sinh lý của dòng điện một chiều đều :

– Sự thay đổi về ion của các lớp trên cùng của da do dòng điện một chiều gây ra, trước hết gây kích thích các cảm thụ da, tạo nên hiện tượng cảm giác kiến bò, kim châm, nóng rát. Các cảm giác này được đưa về các trung tâm trong tủy sóng và não. Phản ứng phản xạ tiếp theo là sự giãn mạch ở vùng đặt điện cực kéo dài hàng giờ sau khi cắt dòng điện. Bản thân yếu tố tăng tuần hoàn có tác dụng điều trị cao (tăng dinh dưỡng chuyển hóa, thải trừ các chất có hại …, làm giảm phù nề, giảm đau …) nó còn tạo ra histamin và nhiều chất có tác dụng sinh học như axêtylcholin … làm thay đổi các quá trình chuyển hóa dinh dưỡng và là nguồn gốc của nhiều phản xạ khác.

– Ở các tổ chức nằm trong đường điện di (nói cách khác là đường sức của điện trường), cũng có sự di chuyển, tập trung ion ở hai mặt các màng ngăn làm tăng sức cản dòng điện và là nguyên nhân kích thích các cơ quan cảm thụ nội trong mạch máu và phủ tạng, đầu mối của nhiều phản xạ phức tạp tạo nên sự điều hòa tuần hoàn dinh dưỡng, điều hòa trương lực cơ xương, cơ phủ tạng và thành mạch, điều hòa bài tiết và tác dụng giảm đau.

– Đáng chú là tác dụng điện một chiều đều, dùng theo cách thông thường trong vật lý trị liệu phụ thuộc đáng kể vào lượng điện tích âm đưa vào cơ thể, nói một cách khác là phụ thuộc vào cường độ, thời gian và bề mặt điện cực. Khi dòng điện quá yếu (dưới ngưỡng) các hiện tượng và tác dụng sinh lý nói trên không quan sát được vì nó chưa đủ gây ra các phản ứng của cơ thể.

1.3. Chỉ định của dòng điện một chiều

– Tăng cường điều hòa hoạt động thần kinh thực vật và các quá trình hoạt động thần kinh cao cấp trong suy nhược thần kinh, mất ngủ, thay đổi tính tình v.v…

– Tăng cường tuần hoàn dinh dưỡng ở một bộ phận chi thể trực tiếp hoặc phủ tạng ở sâu bằng phản xạ gián tiếp qua một tiết đoạn thần kinh, để đạt tới mục đích cuối cùng là phục hồi chức năng hoặc loại trừ quá trình bệnh lý tại bộ phận đó.

– Dùng để đưa các ion thuốc vào cơ thể bằng hiện tượng điện phân thuốc. Phương pháp có ưu điểm là kết hợp và nhân lên nhiều lần tác dụng của thuốc với tác dụng của dòng điện, được sử dụng rất rộng rãi trong điều trị điện.

– Dùng tác dụng gây bỏng tại điện cực âm để đốt các chân lông mi xiêu vẹo, các hạt cơm, nốt ruồi.

1.4. Tác dụng của dòng điện một chiều trong điện châm 

Khi cho dòng điện một chiều qua kim châm cứu vào cơ thể, có những đặc điểm sau :

– Dòng điện được đưa trực tiếp ngay tới các tổ chức tế bào của cơ thể.

Trang 34

– Dòng điện được đưa ngay vào các huyệt, các nơi của cơ thể có một mẫn cảm đặc biệt, nơi tập trung "khí" theo học thuyết kinh lạc, nơi đó có rất nhiều sợi thần kinh cảm giác và có liên quan đến phủ tạng theo những phát hiện của y học hiện đại.

– Hiện tượng nổi bật nhất trong những hiện tượng nói trên khi ta cho dòng điện qua kim vào cơ thể là hiện tượng điện phân và hiện tượng hủy hoại tổ chức do bỏng hóa học. Hiện tượng bỏng này xảy ra dọc phần kim đâm vào tổ chức, nhưng do dòng điện rất nhỏ nên các tổn thương không nhiều. Lúc rút kim ra, các tổ chức bị hủy hoại đóng vai trò một vật kích thích đối với huyệt đó trong một thời gian (hàng tuần).

– Tác dụng giảm đau, giảm co thắt tại cực dương và tác dụng hưng phấn, tăng trương lực tại cực âm vẫn tồn tại rõ rệt.

Vì những đặc điểm nêu trên, nhất là những hiện tượng điện phân gây bỏng tổ chức, nên thường chỉ dùng dòng điện một chiều đều cho điều trị các bệnh mạn tính. Châm một lần có tác dụng trong 5 – 7 ngày. Do bệnh mạn tính phải điều trị hàng tháng, thậm chí hàng năm số lần châm cứu như vậy không quá nhiều và bệnh nhân chịu đựng được dễ hơn.

Ngoài ra, cần chú ý đến việc điện phân ăn mòn kim loại nhất là các loại kim bằng thép thường. Khi thấy đã rỉ phải thay ngay để khỏi gãy kim nằm lại trong người.

IV. Tác dụng sinh lý và ứng dụng của dòng điện xoay chiều4.1. Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều dùng trong điều trị là do nhiều xung điện tạo nên, các xung điện là do một dòng điện ngắt quãng có chu kỳ tạo nên. Thời gian có điện chỉ rất ngắn xen kẽ với các khoảng nghỉ không có điện.

Hình 1 : Hình thể các xung điện

Đặc trưng của một xung điện là :

Trang 35

Hình 2 : Đặc trưng của một xung điện

– Hình thể xung (xung tam giác, xung vuông, xung hình sin)

– Thời gian xung tồn tại t (còn gọi là độ dài xung)

– Thời gian nghỉ t0. (cường độ xung bằng zero)

– Thời gian một chu kỳ xung lập lại T, bao gồm cả thời gian có xung và thời gian nghỉ.

– Biên độ xung I (tức là cường độ xung cao nhất)

Đặc trưng của một dòng điện xung là :

– Hình thể xung.

– Tần số xung f (hoặc F)

– Tỷ lệ giữa t và t0.

– Thời gian của một đợt xung và thời gian nghỉ giữa các đợt xung.

– Cách biến điệu theo biên độ hay tần số, biên độ và tần số của biến điệu … hình thể của xung biến điệu (hình 3)

Hình 3 : Biên độ và tần số

Trong điều trị bằng dòng điện xung hiện nay, người ta dùng tần số xung không quá 5 – 6 KHz và điện thế không quá 300V. Vì thế mới có tên gọi : điện xung tần số thấp và điện thế thấp.

Trang 36

4.2. Các loại dòng điện xung dùng trong điều trị -  Dòng điện faradic (dòng điện xung tam giác) :

Đặc trưng : xung gai nhọn, tần số 100Hz, t0 = 1 – 1,5ms, liên tục hoặc có biến điệu theo biên độ hoặc ngắt quãng (dòng faradic có nhịp).

-  Dòng điện Leduc (dòng điện xung vuông) : theo tên người đầu tiên ứng dụng xung điện vuông trong điều trị.

Đặc trưng : xung hình chữ nhật, tần số từ 100 – 1000Hz, t0 = 0,01 – 1ms, dòng điện có thể biến điệu tần số hoặc biên độ.

-  Dòng điện Lapicque (dòng điện xung hình lưỡi cày) :

Đặc trưng : xung hình lưỡi cày, lên và xuống từ từ (theo hàm mũ). Tần số, độ dốc của xung có thể thay đổi được t0 = 1,6 – 60ms. Có thể biến điệu tần số, biên độ, hoặc thay đổi độ dốc lên và xuống.

-  Dòng điện Bernard hay dòng diadynamic (dòng điện xung hình sin)

Đặc trưng : xung cơ bản hình sin, độ dốc xuống có cải biên cho thoai thoải hơn. Tần số cơ bản có hai loại : 50Hz và 100Hz. Các dòng điện xung hình sin có thể dùng riêng hoặc phối hợp với nhau, có nhịp nghỉ, hoặc biến điệu biên độ …

-  Dòng điện Nemec (dòng điện giao thoa) :

Khi đặt hai cặp điện cực chéo nhau thành hình chữ nhật và cùng một lúc cho vào hai dòng điện xung có tần số gần bằng nhau (4.000 và 4.000 ± 10 – 100Hz) thì trong khi lan truyền trong các lớp tổ chức sâu chúng sẽ đan vào nhau, sẽ "giao thoa" với nhau tạo nên một dòng điện xung mới, có tần số thấp, bằng hiệu của hai tần số nói trên, tức là 10 – 100Hz.

4.3. Tác dụng sinh học của dòng điện xung 

Dòng điện xung có cường độ thay đổi đột ngột nên điện trường tác dụng trên cơ thể nằm giữa các điện cực cũng thay đổi đột ngột theo sự lên xuống của các xung. Mặt khác sự tiếp diễn các xung theo một tần số nhất định cũng là một đặc điểm khác với tác dụng liên tục của dòng điện một chiều.

Khi cho một dòng điện xung tác dụng trên cơ thể thì ta quan sát thấy các tác dụng sau đây :

– Tác dụng kích thích : do sự lên xuống của cường độ, độ dốc lên xuống càng dựng đứng thì tác dụng kích thích càng mạnh. Đó là do mật độ các ion trên màng tế bào và tổ chức bị thay đổi đột ngột mỗi lần điện trường giữa các điện cực thay đổi. Khi tần số xung

Trang 37

dưới 20Hz thì mỗi xung giật một cái như có người đập vào và gây co cơ, từ 20 – 60Hz thì có cảm giác rung mạnh và co cơ liên tiếp, trên 60Hz thì cảm giác rung nhẹ dần và co cơ liên tục. Khoảng 4.000 – 5.000Hz thì chỉ còn cảm giác lăn tăn kiến bò nhẹ, các cơ không rung, không co nữa, cảm giác gần giống như khi có một dòng điện một chiều đi qua.

– Tác dụng ức chế cảm giác và trương lực cơ : Khi dòng điện xung tác dụng liên tục thì nhanh chóng sau 30 giây đến 1 phút cảm giác rung và co cơ yếu dần. Nếu có hiện tượng co thắt và đau trước đó thì các hiện tượng này giảm đi. Tác dụng ức chế đến nhanh hơn, khi tần số xung cao hơn 60Hz. Tần số gây ức chế tốt nhất là 100 – 150Hz.

– Ngoài ra các dòng điện xung tần số thấp và điện thế thấp đều có tác dụng như dòng điện một chiều, có cực dương và cực âm có thể dùng để điện phân thuốc.

4.4. Phản ứng của cơ thể đối với dòng điện xung và hiệu quả điều trị 4.2.1. Khái niệm về ngưỡng và vùng hiệu lực điều trị điều trị :

Ta cho một dòng điện xung nhất định tác động trên một bộ phận cơ thể bệnh nhân và tăng cường độ dòng điện lên dần. Lúc đầu bệnh nhân không cảm thấy gì, phải tăng lên đến một mức nào đó thì bệnh nhân mới cảm thấy dòng điện đi qua như kim châm (thí dụ 1mA). Mức 1mA này chính là ngưỡng cảm giác của bệnh nhân này đối với dòng điện trong thời điểm đó. Tăng dòng điện đến 2mA thì bệnh nhân cảm thấy rung cơ do các thớ cơ co rút theo nhịp xung : 2mA là ngưỡng co cơ. Tăng thêm cường độ thì cảm giác rung càng mạnh đến 4mA thì bệnh nhân thấy đau : 4mA là ngưỡng đau.

Khi điều trị, cường độ dòng điện dưới ngưỡng cảm giác thì không có tác dụng, cường độ trên ngưỡng đau thì bệnh nhân chịu không nổi. Cường độ dòng điện phải được duy trì ở giữa ngưỡng đau và ngưỡng cảm giác. Vùng này gọi là vùng có hiệu lực điều trị. Ngưỡng đối với một dòng điện thay đổi từ người này sang người khác ; ở một người thì thay đổi từ lần điều trị này sang lần điều trị khác, không có tiêu chuẩn chung.

4.2.2. Khái niệm về quen của cơ thể 

Trong thí dụ trên, sau khi đến ngưỡng cảm giác, ta không tiếp tục tăng dòng điện, thì chỉ giây lát sau (từ 15 – 60 giây) bệnh nhân không cảm thấy dòng điện đi qua cơ thể nữa. Đó là hiện tượng "quen". Muốn thấy lại cảm giác ta phải tăng dòng điện lên 1,2 – 1,5mA. Cho nên trong điều trị ta phải tăng dần cường độ để giữ dòng điện nằm "trong vùng có hiệu lực" thì mới đạt được kết quả mong muốn.

4.2.3. Các biện pháp chống quen 

– Tăng dần cường độ.

– "Biến điệu" (tức là thay đổi cường độ dòng điện, còn gọi là biến điệu biên độ)

– Biến điệu tần số.

Trang 38

– Xen kẽ các nhịp nghỉ vào dòng điện.

– Hạn chế thời gian một lần điều trị lâu không quá 6 – 8 phút, và một đợt điều trị không kéo dài quá 5 – 7 ngày. Các đợt điều trị tiếp theo cách đợt trước ít nhất là 3 tuần.

4.5. Một số chỉ định của dòng điện xung 

Dòng điện xung có hai tác dụng chính là kích thích cảm giác, gây co cơ và ức chế thần kinh. Trên thực tế dòng điện xung được sử dụng rộng rãi để :

– Kích thích các cơ bị liệt.

– Chống đau : do các xung kích thích liên tiếp các sợi thần kinh cảm giác, làm cho trung tâm nhân cảm giác lâm vào tình trạng không phản ứng được, không truyền được cảm giác đau lên trên.

– Tăng cường tuần hoàn ngoại vi khi có hiện tượng co thắt mạch, phù nề, xung huyết tĩnh mạch v.v 

Bài 4 CÁC HIỆN TƯỢNG ÂM CỦA CƠ THỂ SỐNG

I. Dao động điều hòaI.1. Phương trình dao động Dao động điều hòa là dao động được mô tả theo qui luật hàm sin hoặc cosin

Khi khảo sát dao động của hệ ta thiết lập phương trình vi phân

Giải phương trình trrên ta được: x = Acos(t + )

x: li độ

A: biên độ, là giá trị cực đại của x( A luôn >0), phụ thuộc vào cách kích thích dao động.

: tần số góc (rad/s)

t + : pha dao động

: pha ban đầu (rad), phụ thuộc vào điều kiện ban đầu.

Trang 39

Chu kỳ dao động điều hòa: T = , chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài.

Nếu trong thời gian t con lắc thực hiện được N dao động, mỗi dao động mất thời

gian T, thì: t=N.T⇒ chu kỳ dao động là: T= t

N

- Tần số f = = , là số dao động vật thực hiện trong một giây.

I.2. Biểu thức vận tốc, gia tốc1.2.1. Vận tốc:

Vận tốc của vật dao động điều hòa v = -Asin(t + ) vmax = A khi x = 0 (tại VTCB) v = 0 khi x = A (tại vị trí biên)

1.2.2. Gia tốc: a = – 2Acos(t + ) = – 2x (giá trị của a phụ thuộc vào giá trị của x) amax = 2A khi xmax (x = A) (tại vị trí biên) a = 0 khi x = 0 (tại VTCB)I.3. Năng lượng của dao động điều hòa

Thế năng: Et = kx2= kA2cos2(ωt+ϕ )

- Động năng: Eđ = mv2= kA2sin2(ωt+ϕ )

- Cơ năng của con lắc lò xo: E = Et + Eđ = Et max = Eđ max = kA2 = m2A2 = const .

* Chú ý:

- Cơ năng không thay đổi và tỉ lệ thuận với bình phương biên độ (A2)

- Li độ x, vận tốc v, gia tốc a cùng biến thiên điều hòa với chu kì T (hoặc tần số f)

còn động năng và thế năng cùng biến thiên tuần hoàn với chu kì T’ = (hoặc cùng tần số f’ = 2f)

I.4. Tổng hợp dao động Độ lệch pha giữa hai dao động cùng tần số: x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t

+ 2)+ Độ lệch pha giữa dao động x1 so với x2: = 1 − 2

Trang 40

Nếu > 0 1 > 2 thì x1 nhanh pha hơn x2.

Nếu < 0 1 < 2 thì x1 chậm pha hơn x2.

+ Các giá trị đặc biệt của độ lệch pha:

= 2k với k Z → hai dao động cùng pha

= (2k+1) với k Z → hai dao động ngược pha

= (2k + 1) với k Z → hai dao động vuông pha

Dao động tổng hợp: x = Acos(t + )

+ Biên độ dao động tổng hợp: A2 = + + 2A1A2cos(2 – 1)

Chú ý: A1 – A2 A A1 + A2

Amax = A1 + A2 khi x1 cùng pha với x2

Amin = A1 – A2 khi x1 ngược pha với x2

+ Pha ban đầu:

II. Sóng cơ học 2.1. Khái niệm về sóng cơ học

Sóng cơ học: là dao động lan truyền trong môi trường vật chất theo thời gian. Sóng ngang: là sóng cơ học mà phương dao động vuông góc với phương truyền

sóng. Sóng dọc: là sóng cơ học mà phương dao động trùng với phương truyền sóng.

2.2. Các đại lượng đặc trưng của sóng cơ Biên độ sóng: là biên độ dao động của 1 phần tử môi trường có sóng truyền qua. Chu kì sóng (T): là chu kì dao động của 1 phần tử môi trường có sóng truyền qua.

T=1f (với f là tần số sóng.)

Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường. Bước sóng (λ): Là quãng đường mà sóng truyền được trong 1 chu kì sóng.Hoặc là

khoảng cách giữa 2 điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và dao động cùng pha với nhau.

Mối liên hệ giữa T, v và λ là:λ=vT = v

f

Trang 41

Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử môi trường có sóng truyền qua.2.3. Phương trình sóng cơ

Xét sóng tại nguồn: u0 = acosωtKhi sóng truyền tới điểm M cách O khoảng d thì phương trình sóng là:

U M=a. cos [2 πf (t−dv )]=a . cos(2 πf−2 π

dλ )

2.4. Giao thoa sóng, sóng dừng, sóng âm.2.4.1. Giao thoa sóng cơ

a) Điều kiện giao thoa: 2 sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc độ lệch phakhông đổi theo thời gian (sóng kết hợp).b) Phương trình giao thoa:

Phương trình sóng tại nguồn: u0=a cos

2 πTt

Phương trình sóng tổng hợp

U=2a. cos [π ( d2−d1

λ )]cos [2π ( tT−

d2−d1

λ )]Biên độ

A=2a .|cos[ π ( d2−d1

λ )]|c) Vị trí các cực đại, cực tiểu giao thoa

- Cực đại giao thoa: A=2 a⇒|cos [π ( d2−d1

λ )]|=1⇔π ( d2−d1

λ )=kπ Vậy d2−d1 =

kλ với k = 0, ±1, ±2…

- Cực tiểu giao thoa:

A=2 a⇒|cos [ π (d2−d1

λ )]|=0

⇔π (d2−d1

λ )=kπ +π2

Vậy d2−d1 =(k+ 1

2 )λ với k = 0, ±1, ±2…

d) Tìm các cực đại, cực tiểu giao thoa trên đường thẳng nối 2 nguồn sóngGiả sử 2 nguồn cách nhau 1 khoảng AB, ta cần tìm cực đại giao thoa

khi đó:d1+d2= AB ;d2−d1 =kλ

⇒d2=AB2

+ kπ2 do 0 < d2 < AB nên

0< AB2

+ kπ2

< AB⇒− ABλ

<k< AB2

Vậy số cực đại là N = 2[k] + 1 với [k] là phần nguyên. Tương tự với các vân cực tiểu.

Trang 42

2.4.2. Sóng dừnga) Sự phản xạ của sóng- Phản xạ trên vật cản cố định: sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm

phản xạ.- Phản xạ trên vật cản tự do: sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản

xạ.b) Sóng dừng:- Là sóng mà có các nút và bụng cố định trong không gian.

- Khoảng cách giữa 2 nút hay 2 bụng liên tiếp là

λ2 và khoảng cách giữa 1 nút và 1

bụng là

λ4

c) Điều kiện để có sóng dừng:

- Sóng dừng trên 1 sợi dây có 2 đầu cố định chiều dài l là: l=k

λ2

- Sóng dừng trên 1 sợi dây có chiều dài l với 1 đầu cố định, 1 đầu tự do là:

l=(2 k+1 ) λ4

III. Sóng âm3.1. Khái niệm: Là sóng cơ học có tần số trong khoảng 16(Hz) – 20000(Hz), sóng có tần số nhỏ hơn

16(Hz) gọi là sóng hạ âm, sóng có tần số lớn hơn 20000(Hz) gọi là sóng siêu âm.Chú ý: sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí thông thường thì

vận tốc truyền trong môi trường rắn lớn hơn lỏng và trong môi trường lỏng lớn hơn khí.- Nguồn âm: Là vật phát ra âm.3.2. Các đặc tính vật lí của âm.- Tần số âm.- Cường độ âm: là lượng năng lượng mà sóng âm tải qua 1 đơn vị diện tích đặt tại

điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng và trong 1 đơn vị thời gian. Kí hiệu là I (W/m2).- Mức cường độ âm: Được đặc trưng bởi

l= lgII 0 có đơn vị là Ben (B)

Trong đóI 0 : Cường độ âm chuẩnBên cạnh đó ta còn sử dụng công thức:

L (dB )=10 . lgII 0

- Âm cơ bản và họa âm:

Trang 43

- Nếu 1 nhạc cụ phát ra 1 âm có tần số f0 thì đồng thời cũng phát ra các có tần số là 2f0, 3f0 …

- Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất- Các âm có tần số 2f0, 3f0 … gọi là họa âm thứ 2, thứ 3 …3.3. Các đặc tính sinh lí của âm- Độ cao: là 1 đặc tính sinh lí gắn liền với tần số.- Độ to: gắn liền với đặc trưng vật lí là mức cường độ âm.- Âm sắc: Đây là 1 đặc tính sinh lí của âm, giúp ta phân biệt do các nguồn âm khác

nhau phát ra.3.4. Phân loại sóng âm

Phân loại theo phương dao động: dựa vào cách truyền sóng, người ta chia sóng cơ ra làm hai loại: sóng dọc và sóng ngang.

o Sóng ngang là sóng mà phương dao động của các phần tử của môi trường vuông góc với tia sóng. Sóng ngang xuất hiện trong các môi trường có tính đàn hồi về hình dạng. Tính chất này chỉ có ở vật rắn.

o Sóng dọc là sóng mà phương dao động của các phần tử môi trường trùng với tia sóng. Sóng dọc xuất hiện trong cá môi trường chịu biến dạng về thể tích, do đó nó truyền được trong các vật rắn cũng như trong môi trường lỏng và khí.

Phân loại theo tần số: sóng âm được chia theo dải tần số thành 3 vùng chính.o Sóng âm tần số cực thấp, hay còn gọi là sóng hạ âm (Infrasound): f < 16 Hz.

Ví dụ: sóng địa chấn.o Sóng âm tần số nghe thấy được (Audible sound): f= 16 Hz – 20 kHzo Sóng siêu âm (Ultrasound): f > 20kHzCác nguồn sóng siêu âm có trong tự nhiên: Dơi, một vài loài cá biển phát sóng siêu

âm để định hướng … Nói chung các sóng này nằm trong vùng tần số  20 – 100 kHz. Sóng siêu âm ứng dụng trong y học có tần số từ 700 KHz đến 50 MHz trong đó siêu âm chẩn đoán sử dụng các tần số từ 2 MHz đến 50 MHz.

3.5. Hiệu ứng Doppler Hiệu ứng Doppler là một hiệu ứng vật lý, đặt tên theo Christian Andreas Doppler,

trong đó tần số và bước sóng của các sóng âm, sóng điện từ hay các sóng nói chung bị thay

đổi khi mà nguồn phát sóng chuyển động tương đối với người quan sát.

Đối với sóng chuyển động trong một môi trường, như sóng âm, nguồn sóng và

người quan sát đều có thể chuyển động tương đối so với môi trường. Hiệu ứng Doppler lúc

đó là sự tổng hợp của hai hiệu ứng riêng rẽ gây ra bởi hai chuyển động này.

Cụ thể, nếu nguồn di động trong môi trường phát ra sóng với tần số tại nguồn là f0,

một người quan sát đứng yên trong môi trường sẽ nhận được tần số f:Trang 44

với c tốc độ lan truyền của sóng trong môi trường, v là thành phần vận tốc chuyển

động của nguồn so với môi trường theo phương chỉ đến người quan sát (âm nếu đi về phía

người quan sát, dương nếu ngược lại).

Tần số tăng lên khi nguồn tiến về phía người quan sát, và giảm đi khi nguồn đi ra xa

người quan sát(với điều kiện chuyển động giữa nguồn và người không phải là chuyển động

đều).

Tương tự, khi nguồn đứng im còn người quan sát chuyển động:

Đối với sóng điện từ (ví dụ ánh sáng), lan truyền mà không cần môi trường, hiệu

ứng Doppler được tính toán dựa vào thuyết tương đối.

Trong hiệu ứng Doppler thật ra tần số của nguồn sóng không bị thay đổi. Để hiểu rõ

nguyên nhân tạo ra hiệu ứng Doppler, sự thay đổi tần số, ta lấy ví dụ của hai người ném

bóng. Người A ném bóng đến người B tại một khoảng cách nhất định. Giả sử vận tốc trái

bóng không đổi và cứ mỗi phút người B nhận được x số bóng. Nếu người A từ từ tiến lại

gần người B, anh ta sẽ nhận được nhiều bóng hơn mỗi phút vì khoảng cách của họ đã bị rút

ngắn. Vậy chính số bước sóng bị thay đổi nên gây ra sự thay đổi tần số.

Trang 45

Một microphone cố định thu âm tiếng của xe cảnh sát tại độ ngân khác nhau tùy

thuộc vào hướng tương đối của chúng

Một tiếng còi trên xe cấp cứu tiến đến ta sẽ có tần số cao hơn (chói hơn) khi xe đứng

yên. Tần số này giảm dần (trầm hơn) khi xe vượt qua ta và nhỏ hơn bình thường khi xe

chạy ra xa.

Nhà thiên văn học John Dobson giải thích hiện tượng trên: "lý do mà tiếng còi giảm

là do xe không tông bạn".

Nói cách khác, nếu chiếc xe đi theo phương thẳng tới bạn, tần số sẽ vẫn giữ nguyên

(vì thành phần vận tốc v theo phương chỉ tới bạn không đổi) cho đến khi chúng vượt qua

bạn, thì lập tức chuyển sang tần số thấp hơn. Sự khác biệt giữa tần số cao lúc tiến đến so

với tần số chuẩn của còi đúng bằng sự khác biệt giữa tần số thấp lúc ra xa so với tần số

chuẩn. Khi chiếc xe không tông vào bạn mà chỉ qua mặt bạn, thành phần vận tốc theo

phương chỉ tới bạn không giữ nguyên do phương này luôn thay đổi tùy thuộc vị trí của xe:

Trong đó v là thành phần vận tốc của xe theo phương chỉ tới bạn, v0 là tốc độ của xe

và θ là góc giữa hướng di chuyển của xe và hướng nối từ xe đến bạn.

Hiệu ứng Doppler đúng cho mọi loại sóng từ sóng hạ âm, song nghe được cho tới sóng siêu âm, sóng điện từ. Hiệu số giữa song tới và song phản xạ gọi là tần số Doppler tính bằng công thức

Δf=|Fr - Fi| =2Fi|cosθ|.v/cTrong đó :

Trang 46

Fr : tần số sóng phản xạFi : tần số sóng tớic : vận tốc truyền sóng siêu âm trong môi trườngv : vận tốc của vật chuyển độngθ : góc tạo bởi chùm tia siêu âm và phương chuyển động của vật

IV. Ứng dụng sóng âm trong Y học4.1. Chuẩn đoán gõKhi gõ váo các vị trí tương ứng với vị trí các tạng trên lồng ngực, trên bụng, các

tạng này sẽ dao động và phát ra âm thanh. Dựa vào âm thanh nhận được ta có thể đoán được vị trí và kích thước của chúng. Ta cũng có thể biết các tạng hoạt động bình thường hay không khi nhận biết được sự thay đổi âm sắc và độ cao.

Có thể gõ bằng cách sử dụng ngón tay hoặc thanh gỗ nhỏ gõ tại vị trí tạng cần kiểm tra. Tuy nhiên phương pháp này ít được sử dụng do độ cao và âm sắc là do cảm giác mang lại nên có thể chuẩn đoán không chính xác.

4.2. Chuẩn đoán nghePhương pháp này nghiên cứu âm phát ra từ các tạng như tim, phổi…để chuẩn đoán

bệnh.Các âm phát ra từ cơ thể thường có tần số thấp không vượt quá 1000Hz. Âm ở phổi

có độ cao phụ thuộc vào tiết diện khí quản và cuống phổi, cường độ mạnh hay yếu là do hô hấp nông hay sâu.

Âm phát ra ở tim biến đổi do nhiều yếu tố: tình trạng van tim, vận tốc máu, độ nhớt của máu, miệng của van.

Để có thể nghe được âm phát ra từ các tạng, người ta dung ống nghe. Tần số dao động riêng của tạng làm màng dao động cưỡng bức. khi tần số dao động của tạng trùng với tần số dao động riêng của màng thì xảy ra cộng hưởng, âm lúc này là to nhất.

4.3. Ứng dụng của sóng siêu âm4.3.1. Ứng dụng sóng siêu âm trong điều trị

Sóng siêu âm có thể truyền qua được các mô trong cơ thể, làm các tế bào bị chấn động, cơ thể hấp thu năng lượng của song siêu âm biến thành nhiệt, vì vậy nó có thể được dung để chữa một số bệnh.

Nững bệnh có thể chữa bằng song siêu âm có hiệu quả cao như: đau dây thần kinh, thần kinh tọa, thấp khớp…

Do sóng siêu âm dùng thường có tần số >100000Hz nên bị không khí hấp thụ mạnh, do đó để sóng có thể truyền đến cơ thể người ta bôi thêm một lớp dầu trên da để làm môi trường trung gian giữa da và không khí.

Chú ý: không trị liệu bằng siêu âm cho người mang thai, bị lao, bị sốt và trẻ em.Gần đây người ta còn dùng siêu âm cường độ cao để phá hủy các tổ chức bệnh như

sỏi, u tuyến…4.3.2. Ứng dụng sóng siêu âm vào chuẩn đoána. Chuẩn đoán bằng hình ảnh siêu âm

Trang 47

Nguyên lý: - Dựa vào chùm siêu âm truyền qua tương tự như nguyên lý dùng tia X.

- Dựa vào hình ảnh thu được từ sóng phản xạ qua các mặt phân giới

của đối tượng khảo sát.b. Siêu âm Doppler 

Siêu âm Doppler là phương pháp ứng dụng hiệu ứng doppler. Người ta phát song siêu âm tới bộ phận cần khảo sát chức năng và thu hồi song phản xạ. Từ sự khác biệt tần số tới và phản hồi ta sẽ có các thiết bị xủ lý và hiển thị lên màn ảnh. Ảnh này cho biết chức năng hoạt động của các cơ quan ra sao.

Về khía cạnh kỹ thuật ta quan tâm tới hai vấn đề: một là phân tích song phản hồi để tính tần số Doppler, nhờ đó tính khảo sát được sự chuyển động của vật cần khảo sát. Hai là hiển thị lên màn ảnh sự phân bố của vật chuyển động đó.

Khi đánh giá tín hiệu phản hồi của dòng chảy, các vận tốc của dòng chảy hướng về phía đầu dò được mã màu đỏ trên Doppler màu, còn các vận tốc của dòng chảy hướng ra xa đầu dò sẽ đươc mã màu xanh.

Siêu âm doppler có 4 loại :- Doppler sóng liên tục (continuous wave Doppler)- Doppler kép (duplex doppler)– Doppler màu (color doppler)– Doppler năng lượng (power Doppler)

c. Ứng dụng của siêu âm Doppler :Như vậy ta đã biết các đặc tính của siêu âm Doppler, kỹ thuật này đuợc ứng dụng

trong khá nhiều trường hợp, thường gặp nhất là khảo sát mạch máu. Trong khảo sát mạch máu, thông tin từ siêu âm Doppler có thể cho ta các thông số về :

– Hướng dòng chảy.– Sự phân bố vận tốc dòng chảy– Đặc tính nhịp đập

Trang 48

– Động mạch hay tĩnh mạch– Vận tốc và lưu lượng dòng chảyNgoài ra siêu âm Doppler còn được ứng dụng trong sản phụ khoa để xem xét tình

hình phát triển của thai nhi, cung cấp các thông tin hữu ích về sinh lý tử cung trong thời kỳ mang thai của người mẹ.

Các ứng dụng khác của siêu âm cũng được ứng dụng khá rộng rãi như :– Khảo sát hoạt động và các thong số chức năng của tim.– Khảo sát hệ thống tĩnh mạch cửa, tĩnh mạch trên của gan– Khảo sát bệnh lý động mạch thận– Khảo sát bệnh lý của động mạch chủ bụng

Bài 5. BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG

I.   Mẫu nguyên tử Bor

1.1. Mô hình nguyên tử

Năm 1911, sau nhiều công trình nghiên cứu công phu, Rơ-dơ-pho (Rutherford) đã đề xướng ra mẫu hành tinh nguyên tử. Tuy nhiên mẫu này gặp phải những khó khăn là không giải thích được sự tạo thành các quang phổ vạch của các nguyên tử và tính bền vững của các nguyên tử.

Thực vậy, chuyển động của các êlectron quanh hạt nhân bao giờ cũng có gia tốc hướng tâm. Theo thuyết điện từ, một điện tích chuyển động có gia tốc bao giờ cũng phát ra sóng điện từ. Như vậy năng lượng của nguyên tử sẽ giảm dần và êlectron sẽ phải rơi vào hạt nhân.

Năm 1913, Bohr đã vận dụng thuyết lượng tử vào hệ thống nguyên tử và đề ra một mẫu nguyên tử mới gọi là mẫu nguyên tử Bo. Mẫu này đã giải thích được sự tạo thành quang phổ vạch của các nguyên tử, đặt biệt là nguyên tử hidrô.

    Trong mẫu này, Bohr vẫn giữ mô hình hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho, nhưng ông cho rằng hệ thống nguyên tử bị chi phối bởi những quy luật đặc biệt có tính lượng tử mà ông đề ra dưới dạng hai giả thuyết. Người ta gọi chúng là hai tiên đề của Bohr về cấu tạo nguyên tử.

1.2.  Các tiên đề của Bohr về cấu tạo nguyên tử

1.2.1. Tiên đề về các trạng thái dừng

    Nguyên tử chỉ tồn tại trong một sồ trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các

trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ. Trong các

trang thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những

quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định được gọi là quỹ đạo dừng.   

Trang 49

Bình thường, nguyên tử ở trong trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất và êlectron chuyển động trên quỹ đạo gần hạt nhân nhất. Đó là trạng thái cơ bản.

    * Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên các trạng thái dừng có năng lượng cao hơn và êlectron chuyển động trên những quỹ đạo xa hạt nhân hơn. Đó là các trạng thái kích thích.

    * Các trạng thái kích thích có năng lượng càng cao thì bán kính quỹ đạo của êlectron càng lớn và càng kém bền vững, Thời gian sống trung bình của nguyên tử trong các trạng thái kích thích rất ngắn (chỉ vào cỡ 10-8s). Sau đó nó chuyển dần về các trạng thái có năng lượng thấp hơn, và cuối cùng về trạng thái cơ bản.

     * Bohr tìm được công thức tính bán kính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hiđrô:

 

Đối với nguyên tử hidrô, bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp:

    Bán kính:       r0    4 r0    9 r0    16 r0    25 r0     36 r0

    Tên quỹ đạo: K     L       M      N         O          P 

n 1 2 3 4 5 6...

Tên quỹ đạo

K L M N O P...

    Với r0 = 5,3.10-11 m; r0 gọi là bán kính Bo.    Ta hiểu năng lượng của nguyên tử bao gồm động năng của êlectron và thế năng

tương tác tĩnh điện giữa êlectron và hạt nhân.   

1.2.2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử

    Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng (En) sang trạng thái dừng

có năng lượng thấp hơn (Em) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng

hiệu En – Em:ε = hfnm = En – Em            

    Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trong trạng thái có năng lượng Em mà hấp thụ

được một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển lên trạng thái

dừng có năng lượng cao En. (H.47.1)    Tiên đề này cho thấy: nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó

cũng có thể phát ra ánh sáng có bước sóng ấy.  

Trang 50

   

Hình 47.1II. Phóng xạ đối với cơ thể sống 

2.1. Con người và phóng xạ

Muốn đánh giá một cách chính xác những nguy cơ có liên quan đến các bức xạ ion hóa, cần phải xét đến sự chiếu xạ tự nhiên mà con người hàng ngày nhận được. Tất cả sinh vật trên trái đất đều thích nghi và có khả năng sửa chữa đến một mức độ nào đó những tổn thương do chiếu xạ tự nhiên gây ra.Hàng ngày con người nhận được các bức xạ ion hóa từ các nguồn khác nhau (Nguồn CEA - ủy hội năng lượng nguyên tử Pháp):

+ Phóng xạ đến từ các tia vũ trụ, mặt trời và trái đất: 60%+ Phóng xạ từ các điều trị y tế: 28%+ Phóng xạ của chính cơ thể con người: 10%+ Phóng xạ từ các nguồn nhân tạo khác: 2%.

Đối với các nguồn chiếu xạ từ bên ngoài cơ thể, tia vũ trụ là nguồn chiếu xạ quan trọng nhất. Các bức xạ này đến từ không gian bên ngoài trái đất, đặc biệt là mặt trời. Lớp vỏ khí quyển trái đất là lớp bảo vệ hữu hiệu con người dưới tác động của các tia vũ trụ này. Khi ta lên cao thì liều chiếu xạ bởi các tia vũ trụ này sẽ tăng lên. Liều chiếu xạ tăng lên gấp 100 lần đối với người khi đi trên máy bay đường dài, so với đi trên mặt nước biển.

Các nguyên tố phóng xạ chứa trong đất chủ yếu là Uran, Heli, Kali, Cacbon… Một số vùng trên thế giới, nơi chứa nhiều đá granit, liều chiếu xạ sẽ lớn hơn so với các vùng khác. Tính toán cho thấy, trong 1 tấn granit có khoảng 3 gram Uran và các đồng vị phóng xạ khác.

Những chất khí phóng xạ thoát ra từ một số sản phẩm phân rã Uran chứa trong đất như Radon, hay Kali, Chì trong thức ăn mà chúng ta hấp thu một phần vào cơ thể cũng gây ra trong cơ thể một liều phóng xạ lớn nhất - Phóng xạ từ bên trong. 

Nguồn chiếu xạ nhân tạo: liều lượng chiếu xạ lớn nhất con người nhận được từ nguồn chiếu xạ nhân tạo là từ các hoạt động y tế (X-quang…), sau đó là các hoạt động công nghiệp phi hạt nhân: Đốt than đá, sử dụng phân bón Kali, đồng hồ kim dạ quang… Cuối cùng là các hoạt động hạt nhân: nhà máy tái chế biến chất thải hạt nhân, bụi rơi từ các cuộc thử vũ khí hạt nhân trước đây và của tai nạn Chenobyl…Trung bình một năm mỗi người chúng ta nhận một liều chiếu xạ tương đương khoảng 2,5 mili Sivert.

Trang 51

Các nguyên tố phóng xạ hiện diện trên trái đất phát ra các bức xạ alpha, beta, gamma và các hạt nơtron.

Tia alpha: Là chùm hạt nhân của nguyên tử Heli chuyển động với vận tốc 107 m/s.

Tia beta: Chùm các hạt electron hoặc phản hạt electron (positron) chuyển động với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Có hai loại tia β:

Tia β+ gồm các phản hạt electron (positron) mang điện tích dương -1,6.10-19 CTia β- gồm các hạt electron mang điện tích âm -1,6.10-19 C

Tia gamma: Là bức xạ điện từ, có bước sóng 10-13 m, có tính chất vừa sóng vừa hạt giống tia X.

Tia nơtron: Là chùm các hạt không mang điện tích….

+ Khả năng xuyên thấu:

Do năng lượng của chúng, các bức xạ ion hóa có khả năng xuyên thấu, nghĩa là có khả năng đi xuyên qua vật chất. Trong quá trình đi xuyên qua vật chất, các tia bức xạ truyền một phần năng lượng của mình cho các hạt vật chất của môi trường xung quanh, hoặc bị các hạt vật chất của môi trường xung quanh hấp thụ. 

Tia α: sức xuyên thấu trong không khí kém, chỉ một tờ giấy mỏng cũng đủ để ngăn chặn các hạt nhân Heli.

Tia β-: electron, có sức xuyên thấu kém, chỉ đi trong không khí được vài mét. Một lá nhôm vài milimet là có thể năng chặn các hạt electron.

Tia β+: positron, không có khả năng xuyên thấu, chúng bị hấp thụ ngay tại chỗ khi gặp hạt electron đầu tiên trên đường đi của nó, positron sẽ bị phá hủy và tạo thành hai photon γ, do đó vấn đề trở thành vấn đề xuyên thấu của tia γ.

Tia γ: Sức xuyên thấu lớn, tùy thuộc vào năng lượng của chúng. Một lớp bê tông hay chì dầy có thể ngăn chặn được chúng.

Nơtron: Sức xuyên thấu tùy thuộc vào năng lượng của chúng. Một lớp bê tông, nước, hay paraphin dày có thể ngăn được nơtron.Tùy theo cách mà bức xạ tác động lên cơ thể con người, người ta chia ra làm hai kiểu chiếu xạ: Chiếu xạ từ bên ngoài và chiếu xạ từ bên trong.

Chiếu xạ từ bên ngoài: Nguồn chiếu xạ nằm ngoài cơ thể con người. Việc chiếu xạ xảy ra khi con người nằm trên đường đi của các tia bức xạ phát ra từ một thiết bị phát bức xạ hay các chất phóng xạ nằm bên ngoài cơ thể con người. Việc chiếu xạ có thể xảy ra đối với toàn bộ cơ thể hoặc đối với một phần cơ thể con người. Nó ngừng lại khi cơ thể con

Trang 52

người không nằm trên đường đi của bức xạ nữa.

Chiếu xạ từ bên trong: Chiếu xạ xảy ra khi chất phóng xạ nằm bên trong cơ thể, những chất này gây ra sự chiếu xạ từ bên trong. Các chất phóng xạ này có thể vào bên trong cơ thể con người bằng đường hô hấp, ăn uống, tổn thương da, sau đó la truyền bên trong cơ thể. Sự nhiễm xạ này chỉ hết khi chất phóng xạ bị đào thảo ra khỏi cơ thể do sự bài tiết và suy giảm cường độ phóng xạ.

2.2. Chiếu xạ tác động lên cơ thể người

Các hiệu ứng của bức xạ tử ngoại (mặt trời) đã được nhiều người biết. Nếu như với liều lượng nhỏ thì chúng gần như vô hại, nhưng nếu với liều lượng lớn, chúng có thể gây nguy hiểm. Ví dụ như phơi nắng quá lâu có thể gây nên hiện tượng cảm nắng, cháy da do tác dụng của các tia tử ngoại, nếu lâu ngày có thể gây nên ung thư da.

Các bức xạ ion hóa góp phần vào việc ion hóa các phần tử trong cơ thể sống, tùy theo liều lượng nhận được và loại bức xạ, hiệu ứng của chúng có thể gây hại ít nhiều cho cơ thể. Có hai cơ chế tác động bức xạ lên cơ thể con người:

Cơ chế trực tiếp: bức xạ trực tiếp gây iôn hóa các phân tử trong tế bào làm đứt gãy liên kết trong các gen, các nhiễm sắc thể, làm sai lệch cấu trúc và tổn thương đến chức năng của tế bào.

Cơ chế gián tiếp: Khi phân tử nước trong cơ thể bị ion hóa sẽ tạo ra các gốc tự do, các gốc này có hoạt tính hóa học mạnh sẽ hủy hoại các thành phần hữu cơ trong tế bào, như các enzyme, protein, lipid trong tế bào và phân tử ADN, làm tê liệt các chức năng của các tế bào lành khác. Khi số tế bào bị hại, bị chết vượt quá khả năng phục hồi của mô hay cơ quan thì chức năng của mô hay cơ quan sẽ bị rối loạn hoặc tê liệt, gây ảnh hưởng đến sức khỏe.

Hiệu ứng tức thời: Khi cơ thể nhận được một sự chiếu xạ mạnh bởi các bức xạ ion hóa, và trong một thời gian ngắn sẽ gây ra hiệu ứng tức thời lên cơ thể sống. Làm ảnh hưởng trực tiếp đến hệ mạch máu, hệ tiêu hóa, hệ thần kinh trung ương. Các ảnh hưởng trên đều có chung một số triệu chứng như: buồn nôn, ói mửa, mệt mỏi, sốt, thay đổi về máu và những thay đổi khác. Đối với da, liều cao của tia X gây ra ban đỏ, rụng tóc, bỏng, hoại tử, loét, đối với tuyến sinh dục gây vô sinh tạm thời, đối với mắt gây hư hại giác mạc, kết mạc.

Hiệu ứng lâu dài: Chiếu xạ bằng các bức xạ ion hóa với liều lượng cao hay thấp đều có thể gây nên các hiệu ứng lâu dài dưới dạng các bệnh ung thư, bệnh máu trắng, ung thư xương, ung thư phổi, đục thủy tinh thể, giảm thọ, rối loạn di truyền... Bức xạ từ tia α khi đi vào cơ thể mô sống, chúng sẽ bị hãm lại một cách nhanh chóng và truyền năng lượng của chúng ngay tại chỗ. Vì vậy với cùng một liều lượng như nhau, nhưng tia α nguy hiểm hơn

Trang 53

so với các tia β, γ là các bức xạ đi sâu vào sâu bên trong cơ thể và truyền từng phần năng lượng trên đường đi. 

2.3. Hiệu ứng sinh học của bức xạ

2.3.1. Tác dụng sinh học của điều trị tia xạ

a. Cấu tạo tế bào của cơ thể người

Cơ thể người cấu tạo từ các cơ quan như tim, phổi, não,… Các cơ quan được cấu tạo

từ các mô như mô mỡ, da, xương …Các mô được cấu tạo từ các tế bào. Tế bào là đơn vị

sống cơ bản, kích thước tế bào khoảng 20micromet. Trong cơ thể con người có khoảng 1013

đến 1014 tế bào. Tương tác giữa các bức xạ và cơ thể sống sẽ gây nên những thay đổi trong

tế bào hay gây đột biến dẫn đến hoạt động bất bình thường, chẳng hạn phát triển nhanh

chóng một cách hỗn loạn dẫn đến ung thư.

Tế bào gồm có một nhân ở giữa, một chất lỏng bao quanh gọi là bào tương, bao bọc

quanh bào tương là một màng gọi là màng tế bào. Mỗi bộ phận thực hiện chức năng riêng

rẽ.

- Màng tế bào thực hiện chao đổi chất với môi trường ngoài.

- Bào tương là nơi xảy ra các phản ứng hóa học, bẻ gãy các phân tử phức tạp thành

các phần tử đơn giản và lấy năng lượng nhiệt tỏa ra (dị hóa), hay tổng hợp các phân

tử cần thiết cho tế bào.

- Trong nhân có ADN là một đại phân tử hữu cơ chứa các thông tin quan trọng để

thực hiện sự tổng hợp chất.

- ADN cũng chứa thông tin cần thiết để điều khiển việc phân chia tế bào.

Tác dụng của sinh học chính của bức xạ là sự phá hỏng ADN của tế bào.

Hình 1.1 Cấu tạo tế bào của cơ thể người

b. Cơ sở sinh học của điều trị tia xạ

Trang 54

Năm (1943), tác giả Albert Bechem đã xuất bản cuốn sách “các nguyên tắc liều

lượng Radium, và tia X”, được xem là cơ sở sinh học phóng xạ:

Vùng tế bào có tỉ lệ máu lớn hơn, nhạy cảm tia xạ hơn. Các tế bào cơ thể trong giai

đoạn phân chia nhạy cảm với tia xạ nhất. Ngày nay ta còn áp dụng phương pháp tăng Oxy,

tăng nhiệt ở vùng chiếu tia. Để đề ra các kỹ thuật chỉ định tia xạ, người ta dựa trên các pha

“phase” phân chia của tế bào, trên sự phản ứng của các chất gian bào, hình 1-2 (trong việc

bảo vệ các tổ chức lành).

Tất cả các kỹ thuật điều trị tia xạ đều nhằm đạt được một liều lượng tối đa tại khối u,

giảm đến tối thiểu liều ở các mô lành xung quanh. Muốn vậy phải dựa trên sự khác nhau về

độ nhạy cảm tia xạ của các tế bào u, tế bào lành và vào loại tế bào cụ thể. Tế bào biệt hóa

kháng tia hơn loại không biệt hóa. Phân bố hợp lý tổng liều điều trị và liều lượng mỗi lần

chiếu.

Chu kỳ sinh sản tế bào:

Sự tổng hợp S (Sythesis).

Phân chia M (Mitotic).

Sau phân chia G1:

+ S: Pha này kéo dài từ 1,5 ¿ 36h, trung bình 8h, kháng tia.

+ G2: 30 ¿ 1,5h

+ M: 30 ¿ 2,5h nhạy cảm tia nhất.

+ G1: Kéo dài hàng tháng.

Chu kỳ sinh sản của tế bào được đưa trong hình 1-2.

Hình1.2 Chu kỳ sinh sản của tế bào.

Trang 55

Khi bức xạ xuyên vào trong các mô tế bào của cơ thể sống, nó tương tác chủ yếu thông

qua các quá trình ion hóa. Kết quả của quá trình ion hóa trong tế bào là tạo ra các cặp ion

có khả năng phá hoại cấu trúc phân tử của tế bào, làm tế bào bị biến đổi hoặc bị tiêu diệt.

Đối với con người, cấu tạo mô cơ thể chủ yếu là nước. Khi bị chiếu xạ, phân tử H2O bị

ion hóa, phân chia thành các cặp H+ và OH-, các ion này bị kích thích lại tạo ra các ion

khác,… năng lượng của bức xạ khi đi qua cơ thể người càng lớn thì số lượng ion tạo ra

càng nhiều. Các ion này gây ra phản ứng rất mạnh, tác động trực tiếp tới các phân tử sinh

học phổ biến Là protein, lipit, ADN làm cho cấu trúc của phân tử này bị sai hỏng gây ra

những hậu quả:

* Kìm hãm hoặc ngăn cản sự phân chia tế bào

* Làm sai sót nhiễm sắc thể dẫn tới việc tế bào bị chết hoặc bị biến đổi chức năng hoặc

gây đột biến gen, đó là do các tổn thương sau đó có thể làm mất hoặc xắp xếp lại các vật

chất di truyền trên phân tử ADN

* làm chết tế bào. Trong đó quá trình làm chết tế bào là quá trình quan trọng nhất trong

việc điều trị ung thư.

2.3.2. Tương tác của bức xạ ion hóa với cơ thể sống

Khi bức xạ tác dụng lên cơ thể, chủ yếu gây ra tác dụng ion hóa, tạo ra các cặp ion hóa

có khả năng phá hoại cấu trúc phân tử của các tế bào làm cho các tế bào bị biến đổi hay

hủy diệt. Trên cơ thể con người chủ yếu (>85%) là nước. Khi bị chiếu xạ H2O trong cơ thể

phân chia thành H+ và OH -. Bản thân các cặp H+, OH- này tạo thành các bức xạ thứ cấp,

tiếp tục phá hủy tế bào, sự phân chia tế bào sẽ chậm đi hoặc dừng lại.

Tác dụng trực tiếp của tia xạ lên sự phá hủy diệt tế bào chỉ vào khoảng 20%. Còn lại

chủ yếu là do tác dụng gián tiếp.

Năng lượng và cường độ bức xạ khi đi qua cơ thể con người nói riêng hay đi qua cơ thể

sinh vật nói chung giảm đi do sự hấp thụ năng lượng của các tế bào. Sự hấp thụ năng lượng

của tế bào thường dẫn tới hiện tượng ion hóa các nguyên tử của vật chất sống và hậu quả là

tế bào bị phá hủy.

Nói chung năng lượng của bức xạ càng lớn, số cặp ion hóa do chúng tạo ra càng nhiều.

Thông thường các hạt mang điện có năng lượng như nhau. Tuy nhiên, tùy thuộc vào vận

tốc của hạt nhanh hay chậm mà mật độ ion hóa có thể khác nhau. Tia anpha thường có vận

tốc nhỏ hơn tia bêta nhưng lại có khả năng ion hóa nhanh hơn.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn quá trình này

1. Sự ngăn cản phân chia tế bào: tế bào có thể sinh ra và nhân lên về số lượng trong

quá trình phân chia tế bào. Đây là một chức năng cơ bản của một cơ thể sống bất kỳ. Ngay

Trang 56

ở cơ thể người lớn, quá trình phân chia tế bào vẫn thường xuyên diễn ra để thay thế cho các

tế bào đã chết. Những chỗ tổn thương do bức xạ có thể kìm hãm hoặc ngăn cản quá trình

phân chia tế bào, và như vậy làm suy yếu chức năng của tế bào và cơ thể.

2. Sự sai sót của nhiễm sắc thể: Bức xạ có thể phá hủy nhiễm sắc thể. Đa số các

trường hợp tổn thương thường được hàn gắn và không có hậu quả gì gây ra. Tuy nhiên

trong một số tổn thương có thể làm mất hoặc xắp xếp lại các vật chất di truyền, những bộ

phận này có thể quan sát được qua kính hiển vi. Những sự cố như vậy được gọi là những

sai sót của nhiễm sắc thể. Những sai sót xác định có thể làm chết tế bào hoặc biến đổi một

chức năng của tế bào. Tần số xuất hiện kiểu sai sót của nhiễm sắc thể có một mối tương

quan xác định đối với liều lượng và do đó người ta có thể sử dụng chúng như là những liều

lượng kế sinh học.

3. Đột biến gen: Sự thay đổi lượng thông tin trong gen được biết với thuật ngữ biến

đổi gen. Sự hỏng hóc của nhiễm sắc thể có thể dẫn đến đột biến gen.

4. Sự chết của tế bào: Quá trình chiếu xạ có thể làm chết tế bào hoặc có thể dẫn tới

tất cả hiệu ứng trên. Quá trình chết tế bào là quá trình quan trong nhất trong điều trị bệnh

ung thư. Quá trình này thường được biểu diễn bằng tỷ lệ sống sót của tế bào sau khi chiếu

một một liều xác định. Hiệu ứng – liều đối với tỷ lệ sống sót của tế bào sau khi chiếu được

biểu diễn trên hình 1-3 . Ở mức liều thấp, đường cong có một đoạn suy giảm chậm.

Khoảng này tương ứng với khả năng tự phục hồi của tế bào bị tổn thương.

Hình 1.3 Mối tương quan giữa hiện tượng hấp thụ và tỷ lệ sống sót [6]

Tuy nhiên ở liều cao hơn, khả năng sửa chữa của tế bào đạt ở mức bão hòa, tỷ lệ

sống sót giảm rất nhanh theo quy luật hàm mũ. Hình 1-4 chỉ sự phụ thuộc độ sai sót của

nhiễm sắc thể vào liều lượng. Các mối tương quan hiệu ứng - liều tương tự cũng quan sát

thấy đối với hiệu ứng đột biến.

Trang 57

Tùy theo liều lượng bức xạ do cơ thể hấp thụ ít hay nhiều mà các biến đổi nói trên

có thể được phục hồi. Ngoài các yếu tố liều lượng, tác hại của bức xạ còn phụ thuộc vào

yếu tố thời gian. Cùng với một liều lượng bức xạ, nếu cơ thể hấp thụ làm nhiều lần, thì các

biến đổi về bệnh lý ít xảy ra hơn so với trường hợp hấp thụ ngay một lúc. Nguyên nhân này

liên quan tới khả năng tự phục hồi của tế bào ở cơ thể sống.

Hình 1.4 Mối tương quan giữa liều hấp thụ và sai sót của nhiễm sắc thể

2.4. Các đơn vị đo liều bức xạ

2.4.1. Hoạt độ phóng xạ

Hoạt độ phóng xạ của một nguồn phóng xạ hay một lượng chất phóng xạ nào đó

chính là số hạt nhân phân rã phóng xạ trong một đơn vị thời gian. Nếu trong một lượng

chất phóng xạ có N hạt nhân phóng xạ, thì hoạt độ phóng xạ của nó được tính theo công

thức sau

A( t)=|dNdt

|= λ . N ( t)=λ . N0 exp (−λt )=A (0 )exp(−λt )

hay A = . N (1.14)

Trong đó: A là hoạt độ phóng xạ, là hằng số phân rã phóng xạ,

N là số hạt nhân phóng xạ hiện có.

Đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là Becquerel, viết tắt là Bq. Một Becquerel tương ứng

với một phân rã trong 1 giây. Trước kia, đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là Curie, viết tắt là Ci.

Curie là hoạt độ phóng xạ của 1 gam226Ra, tương ứng với 3,7.1010 phân rã trong một giây.

Trang 58

Theo định nghĩa, Becquerel và Curie có mối liên hệ như sau:

1Ci = 3,7.1010Bq.

2.4.2. Liều chiếu và suất liều chiếu

a. Liều chiếu

Liều chiếu chỉ áp dụng cho bức xạ gamma hoặc tia X, còn môi trường chiếu xạ là

không khí. Liều chiếu ký hiệu là X, được xác định theo công thức:

X=dQdm (1.15)

Trong đó: dm là khối lượng không khí tại đó chùm tia X hoặc chùm bức xạ gamma

bị hấp thụ hoàn toàn, kết quả tạo ra trên dm tổng các điện tích cùng dấu là dQ.

Trong hệ đo SI, đơn vị đo liều chiếu là Coulomb trên kilôgam, viết tắt là C/kg.

Coulomb trên kilôgam được định nghĩa như sau:

"1 C/kg là liều bức xạ gamma hoặc tia X khi bị dừng lại toàn bộ trong 1kilôgam

không khí ở điều kiện tiêu chuẩn sẽ tạo ra trong đó 1 Coulomb ion cùng dấu".

Ngoài đơn vị C/kg, trong kỹ thuật người ta còn dùng đơn vị đo liều chiếu là

Rơnghen, viết tắt là R. Theo định nghĩa Rơnghen là một lượng bức xạ gamma hoặc tia X

khi bị dừng lại toàn bộ trong 1kg không khí ở điều kiện tiêu chuẩn sẽ tạo ra trong đó tổng

điện tích của các ion cùng dấu là 2,58.10-4C.

Theo định nghĩa có thể chuyển đổi từ Coulomb/ kilôgam sang Rơnghen theo tỷ lệ

như sau:

1R = 2,58.10-4 C/kg.

b. Suất liều chiếu

Suất liều chiếu chính là liều chiếu trong một đơn vị thời gian. Suất liều chiếu, ký hiệu

là X¿

được xác định theo công thức:

X¿= X

t (1.16 )

Trong đó X là liều chiếu trong thời gian t.

Trong hệ SI, đơn vị đo suất liều chiếu là C/kg.s. Tuy nhiên trong thực nghiệm

đơn vị đo suất liều chiếu thường dùng là Rơnghen/giờ. Rơnghen/giờ được ký hiệu la

R/h, thông thường suất liều chiếu thường dùng nhiều hơn cả là R/h.

2.4.3. Liều hấp thụ và suất liều hấp thụ

a. Liều hấp thụ

Trang 59

Thực tế cho thấy những sự thay đổi trong môi trường chiếu xạ phụ thuộc chủ yếu

vào liều hấp thụ và liều tương đương. Với khái niệm liều hấp thụ và liều tương đương, cho

phép mở rộng đối tượng bức xạ nghiên cứu và môi trường chiếu xạ. Liều chiếu chỉ có thể

áp dụng cho bức xạ gamma hoặc tia X và môi trường chiếu xạ là không khí. Còn liều hấp

thụ và liều tương đương sẽ áp dụng cho các loại bức xạ ion hóa khác nhau và môi trường

được chiếu xạ khác nhau.

Liều hấp thụ ký hiệu là D, được định nghĩa là thương số

dE

dm , trong đó dE là năng

lượng trung bình mà bức xạ ion hóa truyền cho vật chất môi trường có khối lượng là dm.

Trong hệ SI, đơn vị đo liều hấp thụ là June/kilôgam, viết tắt là J/kg.

1 J/kg là lượng bức xạ chiếu vào môi trường chiếu xạ sao cho chúng truyền cho 1kg

môi trường vật chất đó một năng lượng là 1J.

Trong thực tế, ngoài đơn vị đo liều hấp thụ là J/kg, người ta còn dùng đơn vị là Gray

viết tắt là Gy và Rad để đo liều hấp thụ. Rad được viết tắt từ: “Radiation absorbed dose”.

Chuyển đổi từ J/kg sang Rad hoặc Gray và ngược lại theo tỷ lệ sau [8,10]:

1Gy = 1J/kg

10-2 J/kg = 1rad.

1 Gy = 1J/kg = 102 rad.

Qua các định nghĩa trên về liều hấp thụ và liều chiếu, nhận thấy giữa liều hấp thụ và

liều chiếu có mối liên hệ với nhau. Với loại bức xạ ion hóa xác định, môi trường chiếu xạ

cho trước, thì liều hấp thụ tỷ lệ thuận với liều chiếu. Liều hấp thụ và liều chiếu có mối liên

hệ nhau theo công thức sau:

D = f.X (1.17)

Trong đó D là liều hấp thụ, X là liều chiếu còn f là hệ số tỷ lệ.

Hệ số tỷ lệ f thực chất là hệ số chuyển đổi từ liều chiếu sang liều hấp thụ. Giá trị của

f tùy thuộc vào môi trường chiếu xạ và đơn vị đo liều hấp thụ và liều chiếu tương ứng. Đối

với không khí, hệ số tỷ lệ f = 0,869

rad

R còn trong cơ thể con người hệ số tỷ lệ f = 0,869

rad

R .

b. Suất liều hấp thụ

Suất liều hấp thụ D¿

chính là liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian. Suất liều hấp

thụ được xác định theo công thức:

Trang 60

D¿= D

t (1.18)

Trong đó D là liều hấp thụ trong thời gian t.

Đơn vị đo suất liều hấp thụ là Gy/s hay rad/s.

2.4.4. Liều tương đương và suất liều tương đương

a. Liều tương đương

Với liều hấp thụ D cho trước, hiệu ứng sinh học còn phụ thuộc vào loại bức xạ được

sử dụng, điều kiện chiếu xạ, khoảng thời gian chiếu xạ. Đối với một sinh vật cho trước, để

gây ra một tổn thưong xác định, trong các lần chiếu khác nhau thì cần một liều hấp thụ

khác nhau. Khi đánh giá ảnh hưởng của bức xạ đến hiệu ứng sinh học, thay cho liều hấp

thụ ta dùng liều tương đương, ký hiệu là H.

Với một loại bức xạ và môi trường sống xác định, liều tương đương tỷ lệ với liều

hấp thụ. Liều tương đương và liều hấp thụ liên hệ với nhau theo công thức sau:

H = QND

Trong đó: D là liều hấp thụ tính bằng rad còn H là liều tương đương tính bằng rem;

Q là hệ số phẩm chất của bức xạ còn N là hệ số tính đến các yếu tố khác nhau như sự phân

bố của liều chiếu.

Hệ số phẩm chất Q dùng trong an toàn bức xạ đánh giá ảnh hưởng của các loại bức

xạ lên đối tượng sinh học, cho biết mức độ nguy hiểm của từng loại bức xạ đối với cơ thể

sống. Giá trị hệ số phẩm chất do ICRP khuyến cáo được cho trong Bảng 1.1.

Bảng 1.1. Giá trị của hệ số phẩm chất đối với các loại bức xạ

Loại bức xạ và năng lượng Hệ số phẩm chất Q

Bức xạ gamma và tia X với mọi năng lượng 1

Electrôn với mọi năng lượng 1

Nơtrôn năng lượng nhỏ hơn 10keV 5

Nơtrôn năng lượng từ 10keV đến 100keV Từ 10 đến 20

Nơtrôn năng lượng từ 100keV đến 2MeV 20

Nơtrôn năng lượng từ 2 MeV đến 20MeV 10

Nơtrôn năng lượng lớn hơn 20MeV Từ 5 đến 10

Proton năng lượng nhỏ hơn 2 MeV Từ 3 đến 5

Proton năng lượng lớn hơn 2 MeV 5

Trang 61

Hạt alpha và hạt nặng, mảnh phân chia 20

Trong hệ SI, đơn vị đo liều tương đương là Sievert, kí hiệu là Sv. Đối với bức xạ

gamma, tia X và electron nếu liều tương đương là 1Sv. Từ công thức 1.18 nếu D đo bằng

rad, thì H đo bằng rem, còn nếu liều hấp thụ đo bằng Gy thì liều tương đương được tính ra

rem. Vì 1Gy = 100Rad, nên theo biểu thức (1.18) suy ra 1Sv = 100 rem.

Như vậy, với cùng một đối tượng chiếu xạ và liều hấp thụ như nhau chẳng hạn

D = 100 rad, khi bức xạ chiếu là tia gamma liều hiệu ứng sinh học tương đương là 100rem,

còn với nơtron nhanh liều tương đương sẽ là 1000 rem.

b. Suất liều tương đương

Suất liều tương đương chính là liều tương đương trong một đơn vị thời gian. Suất

liều tương đương ký hiệu H¿

được xác định theo công thức:* H

Ht

(1.20)

Trong đó t là thời gian, H là liều tương đương mà cơ thể sống nhận được trong thời

gian t. Đơn vị đo suất liều tương đương là Sv/s hoặc Sv/h.

Với suất liều chiếu gamma cho trước, liều hiệu dụng tương đương tỷ lệ thuận với

thời gian chiếu. Giữa liều hiệu dụng tương đương và suất liều chiếu liên hệ với nhau theo

công thức sau:

H = f.Q.N.*

X .t (1.21)

Trong đó f là hệ số tỷ lệ tùy thuộc vào môi trường, với không khí f = 0,869;

Q là hệ số phẩm chất; N là hệ số tính đến điều kiện chiếu và độ đồng đều khi chiếu,

t là thời gian chiếu; *

X là suất liều chiếu; H là liều hiệu dụng tương đương.

2.4.5. Liều giới hạn

Liều giới hạn được hiểu là giá trị lớn nhất của liều hấp thụ tích lũy trong một năm

mà người làm việc trực tiếp với bức xạ hạt nhân có thể chịu được, sao cho nếu bị chịu một

liều hấp thụ tích lũy liên tục như vậy trong nhiều năm liên tục vẫn không ảnh hưởng đến

sức khỏe của bản thân. Liều hấp thụ cho phép còn phụ thuộc vào độ tuổi. theo quy định

chung về luật lao động, người có độ tuổi từ 18 tuổi trở nên mới được làm việc trong cơ sở

sử dụng bức xạ hạt nhân. ICRP đã khuyến cáo công thức tính liều hấp thụ tích lũy cho phép

trong một năm đối với nhân viên, chuyên viên làm việc trực tiếp với nguồn phóng xạ trong

một năm như sau.

Trang 62

D = 50(N – 18) mSv hay D = 5(N – 18) rem

Trong đó: N là độ tuổi của nhân viên chuyên nghiệp N ¿ 19, D là liều hấp thụ tích

lũy trong một năm. Tính trung bình, liều tích lũy cho phép là D = 50 mSv/năm. Đối với các

đối tượng khác liều hấp thụ cho phép giảm 10 lần. Giá trị liều hấp thụ tích lũy toàn thân

cho phép D được các cơ quan ICRP khuyến cáo tại các thời điểm khác nhau, được cho ở

bảng 1. 2

Bảng 1.2 Giới hạn liều hấp thụ tích lũy cho phép những người làm việc với bức xạ

tại thời điểm khác nhau[ 3 ] .Giới hạn liều Thời gian đề nghị Cơ quan đề nghị

150 mSv/năm 1950 ICRP

50 mSv/năm 1977 IRCP

20 mSv/năm 1990 IRCP

2.4.6. Các phương pháp xạ trị

Có hai phương pháp xạ trị phổ biến đã và đang được sử dụng là xạ trị ngoài hay còn

gọi là xạ trị từ xa và xạ trị trong (còn gọi là xạ trị áp sát).

Xạ trị trong hay còn gọi là xạ trị áp sát là kỹ thuật xạ trị mà khoảng cách từ nguồn

phóng xạ đến các khối u là rất nhỏ. Trong phương pháp này người ta sử dụng các nguồn

phóng xạ có dạng kim, dạng ống, tube để đưa sát lại vùng có khối u.

Xạ trị ngoài hay còn gọi là xạ trị từ xa là phương pháp xạ trị mà nguồn phát tia ở

cách bệnh nhân một khoảng nào đó. Đây là phương pháp rất phổ biến trong điều trị ung thư

hiện nay. Phương pháp này được tiến hành với chùm photon từ nguồn phát như nguồn Co60

hoặc chùm phát tia X năng lượng cao được tạo bởi chùm electron đã được gia tốc bởi máy

gia tốc tuyến tính lái cho đập vào bia, cũng có thể dùng trực tiếp chùm electron đã được gia

tốc phát ra từ máy gia tốc.

2.4.7. Phương pháp xạ trị dùng máy gia tốc

Kỹ thuật xạ trị tư xa trước đây thường được sử dụng những thiết bị tạo chùm tia

photon là loại máy Cobalt, máy phát tia X. Đây là những loại máy đơn giản cho năng lượng

chùm tia tạo ra không cao. Trong đó máy Cobalt được ứng dụng rộng rãi nhất.

Ở Việt Nam, máy gia tốc trong xạ trị được đưa vào sử dụng đầu tiên vào tháng một

năm 2001, tại Bệnh viện Ung Thư Trung Ương tạo ra hiệu quả điều trị ung thư rất cao, hầu

hết bệnh nhân điều trị đều cho kết quả điều trị rất tốt. Được sử dụng để điều trị ung thư vú,

ung thư vòm họng, ung thư cổ tử cung, phổi, não, xoang, hàm, ung thư da, … Bất lợi lớn

nhất của phương pháp xạ trị này là chi phí mua sắm, xây dựng cơ bản và bảo dưỡng hàng Trang 63

năm rất lớn. Giá trị một chiếc máy gia tốc khoảng 21 tỉ đồng, thời hạn sử dụng khoảng 15

năm. Tại Mỹ điều trị theo phương pháp này bệnh nhân phải trả 30 000 USD. Đồng thời, để

hỗ trợ cho xạ trị cần đến các công đoạn chụp X quang, chụp cắt lớp CT, MRI, … để xác

định chu vi, thể tích, vị trí khối u để lập kế hoạch điều trị chính xác.

III. Quy tắc bảo vệ phóng xạBảo vệ phóng xạ là một tập hợp các biện pháp để bảo vệ sức khỏe dân chúng và

những người làm việc với bức xạ. Ba nguyên tắc để bảo vệ con người chống lại các nguồn bức xạ:

+ Tránh xa các nguồn bức xạ vì cường độ bức xạ giảm dần theo khoảng cách.

+ Đặt một hay nhiều tấm chắn giữa các nguồn bức xạ với con người (ví dụ trong công nghiệp hạt nhân, nhiều tấm chắn được sử dụng để bảo vệ các nhân viên làm việc. Đấy là những bức tường bê tông, vách ngăn bằng chì hay thủy tinh đặc biệt pha chì…).

+ Giảm tối thiểu thời gian chiếu xạ.

Đối với các nguồn phóng xạ phát ra bức xạ, có thêm các biện pháp bổ sung:

+ Chờ đợi, nếu có thể, sự suy giảm tự nhiên của hoạt độ phóng xạ các nguyên tố phóng xạ.

+ Sử dụng phương pháp pha loãng: khi làm việc với các chất khí phóng xạ. 

Ví dụ các cơ sở hạt nhân không phá dỡ ngay sau khi ngừng hoạt động mà chờ cho hoạt độ phóng xạ giảm dần theo thời gian. Trong các hầm lò khai thác Uran, mọi sự thông hơi hữu hiệu cho phép nồng độ Radon thấp trong không khí.

Những nhân viên làm việc với các nguồn bức xạ có thể bị chiếu các tia bức xạ ion hóa trong quá trình làm việc, cần phải mang “phim” hoặc thiết bị đo cường độ phóng xạ bên người. Các thiết bị ngay cho phép cảnh báo, đảm bảo cho người mang không phải nhận một liều chiếu xạ lớn hơn tiêu chuẩn cho phép và đánh giá mức độ nghiêm trọng của việc chiếu xạ.

Trang 64

Máy gia tốc Accelerator

Máy mô phỏng Simulator

Hệ thống phần mềm lập kế hoạch điều trị TPS

CT - Scanner

Máy gia tốc Accelerator

Máy mô phỏng Simulator

Hệ thống phần mềm lập kế hoạch điều trị TPS

CT - Scanner

Khuôn chắn tia nhiều lá

Giá định vị bệnh nhân

Hình 1.5 Mô hình hệ thống xạ trị cơ bản Bài tập

C1. Trình bày mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho.C2. Em hiểu thế nào là các trạng thái có năng lượng hoàn toàn xác định?C3. Em hiểu thế nào là các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định?

C4. Nếu phôtôn có năng lượng lớn hơn hiệu En – Em thì nguyên tử có hấp thụ không?

Trang 65