repaso de física médica
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REPASO DE FÍSICA MÉDICA
JESÚS GUSTAVO YARINGAÑO CERNAUSMP – 3ER AÑO
SOCIEDAD CIENTÍFICA UNIDA DE ESTUDIANTES DE MEDICINA(USMP, UPCH, URP)
GRUPO DE ESTUDIO LOS CITOTÓXICOSNOVIEMBRE 2014
CONTENIDOS: MECÁNICA DE FLUIDOS:
HIDROSTÁTICA MÉDICA HIDRODINÁMICA
MÉDICA BIOELECTRICIDAD VISIÓN Y AUDICIÓN
ANATOMÍA DEL OJO LAS VÍAS VISUALES ANATOMÍA DEL OÍDO VIAS AUDITIVAS
RADIOISÓTOPOS
MECÁNICA DE FLUIDOS: HIDROSTÁTICA I
PRINCIPIO DE PASCAL
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES: EL EMPUJE
HIDRODINÁMICA I Y HEMODINÁMICA
PARTE TEÓRICA-MÉDICA
PARTE DE EJERCICIOS
PARTE TEÓRICA:FÍSICA E INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA HUMANATEORÍAS, SEMINARIOS Y EXTRAS 3 ½ HORAS
MECÁNICA DE FLUIDOS:HIDROSTÁTICA 2LA PRESIÓN ARTERIAL Y LA PRESIÓN VENOSA
Los vasos sanguíneos:ARTERIAS vs VENAS
PRESIÓN ARTERIAL
La presión arterial (PA) es la presión que ejerce la
sangre contra la pared de las arterias.
PA = GASTO CARDIACO X RVP
FACTORES QUE LA MODIFICAN:
EdadSexo
EmociónPosiciónEjercicio
Etc. Ley de PoiseuillePAM = 100 mmHg
GC= 5L/minRVP = 20
mmHg/L/min
2010En relación al gasto cardiaco, marque V o F según corresponda:
Es inversamente proporcional al retorno venoso ( )
El efecto de las catecolaminas produce su aumento ( )
La anemia severa lo incrementa ( ) No solo depende de la frecuencia cardiaca y el
volumen de expulsión ( )
PRESIÓN ARTERIAL MEDIA
PRESIÓN PROMEDIO CON LA QUE TRANSITA LA SANGRE POR TODO EL SISTEMA ARTERIAL .
ES LA PRESIÓN DE PERFUSIÓN DE LOS TEJIDOS
PRESIÓN SISTÓLICA
PRESIÓN DIASTÓLIC
A
GASTO CARDIACO
RESISTENCIA VASCULAR PERIFÉRICA
90 – 120 mmHg
60 – 90 mmHg
PRESIÓN DIFERENCIAL O PRESIÓN DE PULSO
La presión sanguínea
originada en la contracción
ventricular que choca contra la pared elástica de las arterias
se percibe como PULSO
PRECARGA Y POSCARGA
FLUJO SANGUÍNEO Cantidad de sangre que pasa por un punto determinado en
la circulación en un periodo determinado ¿Cuánto es el valor normal aprox.? ___________
Debe fluir el MISMO VOLUMEN de sangre a través de cada segmento de la circulación en cada minuto
Velocidad
¿Dónde es más
rápido el flujo?
Viscosidad Está dada por los HEMATÍES
HEMATOCRITO VISCOSIDAD
Propiedad de los fluidos de ejercer oposición al
desplazamiento
Ley de Poiseuille
Ley de Laplace
Cuanto menor sea el radio de un vaso sanguíneo, menor es la tensión en la pared necesaria para equilibrar la presión de
distensión
Hipertensión como consecuencia del Gasto Cardíaco Incrementado o Resistencia Periférica
La hipertensión puede surgir de un incremento ya sea del producto cardiaco o de La resistencia periférica, que a su vez se ven afectadas por múltiples factores.
Autorregulación
PRESIÓN SANGUINEAHipertensión
= GASTO CARDIACO= GC incrementado
RESISTENCIAS PERIFÉRICAS
Factoresderivados
del endotelioObesidadAlteración
genéticaEstrés
Ingestade sodioexcesiva
Alteracióngenética
Hiper-Insulinemia
Alteración de la
membrana celular
HipertrofiaEstructural
Constricción Funcional
Excesode renina
angiotensina
SobreactividadNerviosasimpática
SuperficieDe filtracióndisminuída
RetenciónRenal
De Sodio
ContractilidadPrecarga
Constricciónvenosa Volumen
de fluído
La presión venosa
Las venas son Vasos de Capacitancia Sí tienen presión pero es muy baja El sistema venoso es CONVERGENTE Trabaja con bajas presiones y altas capacidades Tienen el 75% del volumen sanguíneo
FACTORES QUE CONTRIBUYEN AL RETORNO VENOSO
Válvulas bicúspides o de
Galeno
Masaje o Bomba muscular
Presión negativa del Tórax
Vis at ergo
MECÁNICA DE FLUIDOS:HIDRODINÁMICA 2HEMODINÁMICA
Flujo o Caudal Sanguíneo Es el VOLUMEN MINUTO Es el GASTO CARDIACO Es el DÉBITO CARDIACO Su valor aproximado es: ________
GASTO CARDIACO = FRECUENCIA CARDIACA X VOLUMEN DE
EYECCIÓN
VELOCIDAD DE FLUJO
Además, en las zonas de
menor velocidad, la viscosidad es
mayor
PRESIÓN Y VELOCIDAD
Si aumenta la velocidad, la
presión disminuye y
viceversa
RESISTENCIASSERIE
PARALELO
Número de Reynolds
BIOELECTRICIDADEL POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO, LOS POTENCIALES DE ACCIÓN, NEURONAS
Fenómenos bioeléctricos en el cuerpo
Transporte de iones a través de la membrana
Transferencia de impulsos nerviosos
Contracción de fibras musculares
El movimiento iónicoConductanc
ia de Membrana
Fuerza de Concentraci
ónFuerza
eléctrica
Fuerza Neta
Conductancia de la Membrana Número de canales abiertos en una membrana
Los canales puede
clasificarse en 3 grupos
Canales sin compuertas
Canales dependientes de voltaje
Canales dependientes de ligando
Potencial de Equilibrio (Ex)ECUACÍÓN DE NERST Calcula la fuerza eléctrica necesaria para evitar la
difusión de un ion según su gradiente de concentración.
Si Em = Ex El ion esta en equilibrio electroquímico
Fuerza
Eléctrica
Fuerza de Concentración
POTENCIALES DE ACCIÓN Y REPOSO POTENCIAL DE
REPOSO:Potencial de membrana cuando la célula no está estimulada por corrientes despolarizantes supraumbrales
POTENCIAL DE ACCIÓN:
Onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana de la célula y permite la transmisión de información de un tejido a otro.
-90mv
FASES DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
Periodo Refractario
Absoluto
No se puede producir un segundo potencial de acción
Relativo
Con un gran estímulo puede producirse un segundo potencial de acción
LO VEREMOS MÁS ADELANTE CON UN MEJOR
EJEMPLO
CAMBIOS POTENCIALES SUBUMBRAL
POTENCIAL DE ACCIÓN
No llegan al Umbral Se dispara cuando llega al umbral
Proporcional a la fuerza del estímulo
Independiente de la fuerza del estímulo
No se Propaga Se propaga sin cambiar en magnitud
Muestra sumación La sumación no es posible
Conducción del Potencial de AcciónVelocidad de la conducción
Tamaño del potencial de acciónMientras mayor sea el tamaño del potencial de acción mayor será a
velocidad
Diámetro de la célula
Mientras mayor sea el diámetro mayor será la velocidad
Mielinización
MIELINA
Esclerosis MúltipleSíndrome de GBVelocidad: 0,25m/s
La mielina actúa como un aislante eléctrico
por lo que el potencial de acción solo se da
en las zonas donde la mielina esta
interrumpida Nodos de Ranvier Los Nodos de Ranvier se
encuentran cada 1-3mmVelocidad : 100
m/s
OJO
UNIÓN NEUROMUSCULAR
Sinapsis Eléctrica
Trasmite señales en cualquier dirección
Células cardiacas, musculo liso, algunas neuronas
Sinapsis química
Trasmite señales en una dirección
La neurona secreta en su terminal neurotransmisores
EL POTENCIAL DE ACCIÓN CARDIACO
APLICACIÓN CLÍNICA: EKG
RECESO…
VISIÓN: ÓPTICA, LENTES Y APLICACIONES. ANATOMÍA DEL OJO
TIPOS DE ONDA ELECTROMAGNÉTICA
Rayos gamma Rayos X
Radiación ultravioleta
Ondas luminosas Radiación infrarroja
Microondas Ondas de radio
FUENTES LUMINOSASFUENTES INCANDESCENTES
• Aquellas que emiten luz y calor
FUENTES LUMINSCENTES
• Aquellas que emiten solo luz
NATURALES ARTIFICIALES
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ
Lentes Cristalino es un lente BICONVEXO
APLICACIÓN: ERRORES DE REFRACCIÓN
Los rayos paralelos que inciden en un ojo miópico enfocan por delante de la retina.
Los rayos de luz que inciden en el ojo enfocan por detrás de la retina.Trastorno de refracción más común.
HIPERMETROPÍA
CORRECCIONES
Hipermetropía (lente convexa)
Miopía (lente cóncava)
Y EL ASTIGMATISM
O?El problema radica en la CÓRNEA
Su corrección se da con una lente CILÍNDRICA
ANATOMÍA DEL OJO
PRESBICIACondición óptica en la cual, debido a los cambios en el cristalino producidos por la edad,
disminuye en forma irreversible el poder de acomodación.Es una condición fisiológica y no patológica
GLAUCOMA El ojo esta lleno de liquido
intraocular, que mantiene la presión suficiente para conservarlo distendido.
Este líquido se divide en dos: humor acuoso y humor vítreo.
La presión intraocular (PIO) normal media oscila entre 12 y 20 mmHg.
GLAUCOMA: falta de drenaje del humor acuoso
VISIÓN:VÍAS VISUALES Y APLICACIÓN MÉDICA
Retina
LA VÍA VISUAL
AUDICIÓN:ANATOMÍA DEL OÍDO
Introducción
Propiedades de la Onda Sonora
• Periodo• Longitud de onda• Frecuencia• Campo sonoro• Intensidad• Sonoridad
El Sonido Movimiento oscilatorio propagable por diferente medios
materiales que es perceptible por el oído humano.
Lo cual sólo ocurrirá si la frecuencia está comprendida entre 8 y 20000 ciclos por segundo.
MEDIO HOMOGÉNEO MEDIO HETEROGÉNEO
OIDO PARTES DEL OIDO:o Oído externoo Oído medio o Oído interno
Oído externo: Pabellón auditivo Conducto auditivo externo Membrana timpánica o
tímpano
Oído medioCadena de huesecillos: Martillo Yunque Estribo
Oído medioo Cadena de huesecillos: Martillo Yunque Estribo
Oído interno Vestíbulo Conductos semicirculares Cóclea
AUDICIÓN:VÍAS AUDITIVAS Y APLICACIÓN MÉDICA
ÁREA AUDITIVA PRIMARIA: 41ÁREAS AUDITIVAS SECUNDARIAS: 22,42,52 - 38
Extra:
El próximo año sabrás esto y más… (espero)
RADIOISÓTOPOSAPLICACIONES MÉDICAS Y MEDICINA NUCLEAR
DOS PROCESOS
USOS DE LOS RADIOISÓTOPOS
AGRICULTURA GENERACIÓN DE ENERGÍA METAL MECÁNICA CONSTRUCCIÓN CIVIL MEDICINA: TRATAMIENTO DE
TUMORES, ANÁLISIS CLÍNICOS, PREVENCIÓN DE INFARTOS, METABOLISMO DE FÁRMACOS…
USO DE LA RADIOACTIVIDAD EN LA MEDICINA NUCLEARLa Medicina Nuclear se define como la rama de la medicina que emplea los isótopos radioactivos, las radiaciones nucleares, las variaciones electromagnéticas de los componentes del núcleo y técnicas biofísicas afines para la prevención, diagnóstico, terapéutica e investigación médica.
EL COBALTO
USO DE LA RADIOACTIVIDAD EN RADIOINMUNOANALISIS Estudio de Tiroides, Estudio de Fertilidad, Estudio de Alergia,
Marcadores Tumorales, Marcadores óseos, Esteroides
GAMMAGRAFÍA
Tc 99m
OTROS RADIOISÓTOPOS
I 131 Tratamiento de cáncer de tiroides K 42 Tumores cerebrales P 32 Leucemias C 14 Metabolismo de fármacos
RECESO… NO MUERAN!!!
PARTE PRÁCTICA:EJERCICIOS DE HIDROSTÁTICA E HIDRODINÁMICA
COMPRENSIÓN DE LOS TÉRMINOS Y DEFINICIONES FÍSICAS PARA LA RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS ½ HORA
MECÁNICA DE FLUIDOS:HIDROSTÁTICA 1
CONCEPTOS BÁSICOS
P = F A
PRESIÓN DENSIDAD
1cm3 1cm3
Agua Hg
ρ = m V
DENSIDAD = MASA
ESPECÍFICA
Principio de Pascal La presión hidrostática en un punto, es aquella que
ejerce la columna de líquido que se encuentra sobre dicho punto.
Además, en un recipiente el fluido contenido, ejerce presión en todas las direcciones sobre la superficie del recipiente o sobre cuerpos sumergidos en él.
UNA APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE PASCAL: LA PRENSA HIDRÁULICA
fa
FAf F
Area: a Area: A
Mediante este dispositivo es posible equilibrar una gran fuerza mediante una fuerza mucho menor
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAfirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un
empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado
E = md.g l = md Vd
md = l.Vd E = l.Vd.g
E = l.Vd.g
E = l.Vd.g
MECÁNICA DE FLUIDOS:HIDRODINÁMICA 1
MAYOR SECCIÓN = MENOR VELOCIDADMAYOR VELOCIDAD = MENOR PRESIÓN
MAYOR SECCIÓN = MAYOR PRESIÓN
105
Gasto o caudal: QEs el volumen de fluido que pasa por una
determinada sección recta de la tubería en cada unidad de tiempo
dRepresentación para hallar el volumen (V), que pasa por una sección recta (A) en un tiempo t
VA
TAMBIÉN:
ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
A1
Q1
Q1 = Q2
Velocidad 2
Velocidad 1
Q2
A2
EL PRINCIPIO DE BERNOULLI
DEDUCIMOS…A MAYOR SECCIÓN, MENOR VELOCIDAD
S1.V1=S2.V2
A MAYOR VELOCIDAD, MENOR PRESIÓNA MAYOR SECCION, MAYOR PRESION
1) El diámetro de la aorta es de 20mm y la sangre que circula por ella tiene una velocidad de 25 cm/s. Calcular el caudal
2) Por una arteria circula sangre a 40 cm/s y ésta se ramifica en 10 capilares. Si la relación de las áreas es de 10 a 1. Hallar la velocidad en un capilar.
3) El radio de un émbolo en una jeringa hipodérmica es 5 mm y el de la aguja es 0.1mm. ¿cuál será la velocidad de flujo al salir por la aguja si el émbolo avanza a 1cm/s? Expresar la respuesta en cm/s, m/s y Km/h
3) POR UN CAÑO HORIZONTAL CIRCULA UN CAUDAL DE 10 m3/s DE AGUA.
a) CALCULAR LA VELOCIDAD DEL AGUA EN UNA PARTE DONDE AL CAÑO TIENE UNA SECCION DE 2 m2 Y EN OTRA PARTE DONDE EL CAÑO TIENE UNA SECCION DE 1 m2
b) CALCULAR LA DIFERENCIA DE PRESIÓN QUE EXISTE ENTRE ESTAS 2 SECCIONES
c) DONDE ES MAYOR LA PRESION, ¿EN LA SECCION DE 2 m2 o EN LA DE 1 m2?
VISCOSIDAD: VISCOSIDAD RELATIVA
: Densidadt : Tiempo de flujo de A a B
La viscosidad relativa no tiene unidades, por lo común la sustancia de comparación es el agua
UNIDAD:
POISE
5ml de plasma sanguíneo fluye a través de un viscosímetro en 156,8 segundos, mientras que un volumen igual de agua requiere de 55 segundos para fluir. El experimento se realiza a 37°c, la densidad del agua es 0,996 g/ml y la densidad del plasma 1,03 g/ml. ¿Cuál será la viscosidad relativa del plasma sanguíneo?.
DUDAS? PREGUNTAS? APORTES? CUESTIONAMIENTOS? MÁS EJERCICIOS? NO?
GRACIAS POR VENIR!!!!MUCHOS ÉXITOS EL DÍA DEL EXAMEN :D