بطن كمكي قلب

بطن كمكي قلب

بيماري‌هاي خاصي از قلب مي‌توانند استحكام پمپ قلب طبيعي را كاهش دهند. هنگاميكه قلب نتواند خون را به درستي پمپ كند، سيالات در ريه و ساير قسمت‌هاي بدن جمع مي‌شوند. اگر قلب خون كمي را پمپ كند، اكسيژن كمتري هم به بافت‌ها مي‌رسد و در نتيجه شخص احساس خستگي زودهنگام مي‌كند. شخصي با قلب ضعيف نيز پس از يك فعاليت سبك نظير راه‌رفتن احساس خستگي خواهد كرد. داروها و رژيم غذايي خاصي مي‌تواند به پمپ بهتر خون كمك كند. در مواردي نيز با جراحي دريچه‌ي قلبي و يا بايپس شريان كرونر مشكل برطرف مي‌گردد. در صورتيكه اين نوع روش‌هاي درماني مؤثر نباشد، اغلب دستگاه كمكي بطن (VAD) توصيه مي‌شود. VAD مي‌تواند به عملكرد پمپ قلب كمك نموده و شخص را تا هنگام پيدا شدن قلب پيوندي زنده نگه دارد. در صورتيكه اين فرآيند دائمي شود به آن Destination Therapy مي‌گويند.

VAD‌ها انواع مختلفي دارند كه بطوركلي تمامي آنها داراي 4 قسمت زير هستند:

1- يك تيوب براي انتقال خون از بطن به پمپ

2- يك پمپ مشابه با پمپ قلب طبيعي

3-يك تيوب براي انتقال خون پمپ شده به شريان جهت ارسال خون به خارج از قلب

4-منبع تغذيه براي پمپ

بعضي از VADها از باتري و برخي از هواي فشرده (نيوماتيك) به عنوان منبع تغذيه استفاده مي‌كنند. منبع انرژي و سيستم كنترل در خارج از بدن و پمپ مي‌تواند درون يا خارج از بدن قرار گيرد.

خصوصيات هموديناميكي خون بيمار نوع تك يا دو بطني بودن دستگاه را تعيين مي‌كند. با توجه به نوع قسمت كمكي قلب، VADها به چند دسته تقسيم مي‌شوند:

1-LVAD يا دستگاه كمكي بطن چپ

2-RVAD يا دستگاه كمكي بطن راست

3-BiVAD دستگاه كمكي دو بطني

از VADها براي حمايت كوتاه مدت از بيماران تحت جراحي قلب استفاده مي‌شود تا قلب استراحت كند و بازيابي شود. همچنين مي‌توان از آن در بيماران منتظر به قلب پيوندي نيز بهره برد كه به آن اصطلاحاً پل پيوند (bridge-to-transplant) گفته مي‌شود.

جراحي و كاشت VAD در شرايط بيهوشي كامل و بصورت قلب باز براي حدود 4 تا 6 ساعت انجام مي‌شود. جراحي آن مي‌تواند با خطرات بسياري همراه باشد. خونريزي،‌ لخته‌شدن خون، آسيب تنفسي، عفونت،‌ ضربه و خراب‌شدن خود دستگاه از جمله مشكلات آن است.

 

در حال حاضر استفاده‌ي باليني از TAHها نسبت به LVADها كمتر انجام مي‌شود در حاليكه تا سال 1988، مصرف TAHها بيش از LVADها بود. دليل اصلي اينستكه يك كاشتني TAH نياز به خارج نمودن كامل قلب دارد در حاليكه دستگاه كمكي بطني در شرايطي عمل مي‌كند كه قلب طبيعي درون بدن قرار دارد. در اغلب موارد بطن راست مي‌تواند هنوز به خوبي وظائف خود را انجام دهد، ضمن اينكه فشار بطن راست تنها mmHg20 است. استفاده‌ي از LVAD خللي در نظم عملكرد قلب وارد نمي‌كند و كنترل شرايط فيزيولوژيكي به راحتي انجام مي‌شود. اگرچه قلب در اين‌ شرايط آسيب ديده است، اما درصورتيكه LVAD از كار بيافتد، تا مدتي مي‌تواند گردش خون را برقرار سازد. مسئله‌ي ديگر اينكه در خيلي از موارد احتمال اينكه قلب مجدداً كارايي خود را بازيابي كند وجود دارد. صرفنظر از تمام اين مسائل LVADها ساده‌تر، ارزان‌تر و در نتيجه قابل اعتمادتر از TAHها هستند.

سيستم‌هاي انتقال انرژي از روي پوست (TET) امكان كاشت كامل LVADها را فراهم مي‌كند. در اين سيستم جريان AC با فركانس بالا توسط يك جفت سيم‌پيچ منتقل مي‌شود. يكي از سيم‌پيچ‌ها درون بدن و زير پوست قرار گرفته و ديگري در خارج از بدن قرار مي‌گيرد

اندازه گیری ميدان گراويتومغناطيسي

اندازه گیری ميدان گراويتومغناطيسي
 

دانشمندان آژانس فضايي اروپا (European Space Agency) توانستند براي اولين بار معادل گرانشي يك ميدان مغناطيسي را در آزمايشگاه اندازه بگيزند.

فقط يك بار متحرك ميتواند ميدان مغناطيسي توليد كند. از اينرو يك جرم متحرك ميدان گراويتومغناطيسي توليد ميكند. برطبق نطريه نسبيت عام اينشتين اين پديده قابل صرف نظر كردن است. با اين حال، مارتين تاجمار (Martin Tajmar) از ARC Seibersdorf Research GmbH, Austria و همكارانش اين پديده را در آزمايشگاه اندازه گرفتند.

حلقه اي ابررسانا كه 6500 بار در ثانيه ميچرخد يك ميدان مغناطيسي ضعيف توليد ميكند كه به آن گشتاور لندن (London moment ) ميگويند. اين آزمايش حدس اوليه براي علت اختلاف جرم جفت هاي كوپر(Cooper-pairs) كه حامل هاي جريان در ابر رسانا ها هستند و آنچه تئوري كوانتوم پيش بيني كرده است را امتحان ميكند.

اين نتيجه حاصل شد كه اختلاف موجود در جرم ها ميتواند توسط بروز يك ميدان گراويتومغناطيسي از حلقه ابررسانا توضيح داده شود.

 

 

آزمايش انجام شده مشابه گرانشي آزمايش الكترومغناطيسي القاي فارادي در 1831 ميباشد. ميدان اندازه گيري شده در اينجا يكصد ميليون تريليون برابر بزرگتر از پيش بيني نظريه اينشتين است و محققان در ابتدا از پذيرفتن آن وا ماندند.

 

 

 

تاجمار ميگويد:" ما بيش از 250 آزمايش انجام داديم و دستگاه را در حدود سه سال بهينه كرديم و براي اعتبار نتايجمان 8 ماه بحث انجام شد تا اينكه چنين خبري را اعلام كنيم. اكنون در مورد نتيجه مطمئن هستيم"

اگر اين نتيجه تاييد شود راه هاي جديدي براي تحقيق و پژوهش در نسبيت عام باز خواهد شد.

تاريخچه کوتاه ازالکتريسيته و مغناطيس

 

 

        تاريخچه کوتاه ازالکتريسيته و مغناطيس       

 

در شکل فوق خطوط نیروی مابین دو بار نا همنام نشان داده شده است همانطور که می بینید همواره خطوط نیرو از بار مثبت (کره سبز) درحال خارج شدن و به بار منفی در حال وارد شدن است

 

هانس کریستیان اورستد(1771-1851)

او با ازمایش فوق ارتباط بین الکتریسیته و مغناطیس را کشف نمود وی نشان داد وفتی یک قطب نما در زیر سیم حامل جریان قرار میگیرد از امتداد خود منحرف میشود درست مانند وقتی که در مجاورت اهن ربا می ماند.

 

 

 

 

 

 

اندره ماير امپر يکی از نوابغ دنيای فيزيک در سال ۱۷۷۵ در چند کيلومتری شهر ليون فرانسه ديده به جهان گشود و در سال ۱۸۳۶ در شهر مارسلز فرانسه رخت از جهان بربست.قانون امپراغازگر اکتشافات مهمی در عرصه مباحث الکترومغناطيس گرديد.
طبق این قانون در اطراف سیم حامل جریان

(i)

 خطوط میدان مغناطیسی

(B)

 وجود دارد

در شکل فوق سیمی را می بینید که از صفحه خارج شده و با علامت نقطه برونسو بودن ان جریان یا به عبارتی ان سیم مشخص شده است طبق دستور دست راست امپر اگر انگشت شست را در جهت جریان بگیریم جهت چرخش چهار انگشت جهت میدان را نشان می دهد.
البته شما با قرار دادن یک عقربه مغناطیسی در کنار هر سیم حامل جریان می توانید وجود میدان مغناطیسی را احساس کنید .محققان فیزیک زیادی سعی به ارائه نمایشهای مختلفی از قانون امپر داده اند در شکل گرافیکی فوق تصور اقای راب سالگادو به نمایش
درامده گویا فضای اطراف سیم حامل جریان مملو از از دو قطبی مغناطیسی است

 

 

 

 

 

کارل فردریش گوس (1777-1855)زیر تمثال گوس در مونیخ امده است:اندیشه او به ژرفترین راز عدد و فضا راه یافت. 

 

 

 

 

 

 

---

 

     "Explanation "                                                      "Equation"            "Topic "                                                      

 

قانون کولن		بين ذره باردار ميتواند نيروی جاذبه ويا دافعه يجاد شود.
ميدان الکتريکی	E = F/q0	نيروی وارد بر بار آزمون مثبت را ميدان الکتريکی گوييم
شار الکتريکی	F = EA cosq	به مجموع خطوط ميدان الکتريکی که ازواحد سطح عبور ميکند گفته می شود
Gauss's law		قانون گوس:شاری که از درون سطح بسته عبور ميکند براب است با بار درون سطح تقسيم بر اپسيلن صفر

 

اتساع زمان

 

 

                    اتساع  زمان                   

 

سرعت

          باعث گذر کند زمان می‌‌شود، یعنی زمانی که ناظر ساکن اندازه می‌‌گیرد، طولانی‌تر از زمان اندازه گیری شده توسط ناظری خواهد بود که با سرعت از او دور می‌‌شود

مقدمه

یکی از جنبه‌های بارز نظریه انیشتین که در آن سرعت نور مقداری ثابت و مستقل از حرکت نسبی چارچوبهای مرجع فرض می‌‌شود، نسبی بودن زمان است. به بیان دیگر ، زمانی که شخصی می‌‌گوید من هر روز راس ساعت دوازده شب می‌‌خوابم، منظورش این است که دو رویداد خوابیدن او و قرارگرفتن عقربه ساعت روی عدد دوازده بطور همزمان روی می‌‌دهند، اما مسئله اصلی این است که این دو رویداد که در یک چارچوب همزمان هستند، در چارچوب دیگری که نسبت به چارچوب اول در حال حرکت است، همزمان به نظر نمی‌‌آیند، هر چند هر دو چارچوب لخت باشند. بنابراین زمان ، کمیتی مطلق نبوده و به سرعت چارچوب مرجع بستگی دارد

 

 
محاسبه رابطه اتساع زمانی

فرض کنید چارچوب

S'

 با سرعت ثابت

a

 نسبت به چارچوب

S

در امتداد محور

x

 در حال حرکت است. ناظر واقع در مبدا چارچوب

S'

 که با

O'

 نشان می‌‌دهیم، نوری را که از چشمه‌ای به آینه‌ای که بالای سر اوست، می‌‌تاباند. فاصله آینه از شخص برابر

d

 است و مدت زمان لازم برای رفت و برگشت نور برابر

Δt'

 است و لذا چون نور حرکت رفت و برگشت انجام می‌‌دهد، لذا طول مسیر برابر

2d

است. فاصله زمانی مذکور برابر

Δt'=2d/C

 خواهد بود که

C

 سرعت نور است.

اما زمان لازم برای رفت و برگشت مذکور در چارچوب S ، وقتی اندازه گیری می‌‌شود، مقدار دیگری را بدست می‌‌دهد که آن را با

 Δt

 مشخص می‌‌کنیم. در این مدت چشمه نسبت به

 S

 مسافت

uΔt

 را طی کرده است و طول مسیر رفت و بر گشت برابر

2d

 نبوده، بلکه برابر

2l

 است و لذا خواهیم داشت

 

از طرف دیگر بر اساس اصول نسبیت خاص باید سرعت نور برای هر دو ناظر یکسان باشد. بنابراین بعد از کمی ‌محاسبات ریاضی می‌‌توانیم رابطه بین

Δt و 'Δt

را به صورت زیر بیان کنیم:

 

 

نتایج اتساع زمانی

برای دو رویداد (در مورد مثال فوق گسیل و بازگشت نور به ناظر

O

 که در یک نقطه از فضا واقع در چارچوب  به فاصله

Δt'

 رخ داده‌اند،

∆t

 فاصله زمانی این دو رویداد در

S

را می‌‌توان از رابطه فوق حساب کرد. چون مخرج کسر کوچکتر از یک است (سرعت نور بالاترین سرعت است) لذا

∆t

 همواره بزرگتر از

Δt'

 خواهد بود. لذا اگر ناظر در

S

 آهنگ کارکرد ساعتی ساکن در

S'

 را نیز اندازه بگیرد، آهنگ کارکرد این ساعت از نظر ناظر

S

از آهنگ کارکردی که برای آن در

S'

 مشاهده می‌‌شود، کندتر خواهد بود. این اثر را اتساع زمانی می‌‌گویند. بنابراین ملاحظه می‌‌شود که دو رویدادی که در یک چارچوب همزمان هستند، در چارچوب دیگر همزمان نیستند.

 
آیا اتساع زمان در زندگی روزمره قابل مشاهده است؟

اتساع زمان را در زندگی روزمره نمی‌‌توان احساس کرد، چون سرعتهایی که ما با آنها سر و کار داریم، به مراتب کمتر از سرعت انتشار نور هستند. به عنوان مثال ، در مورد هواپیمایی که با سرعت 270 متر بر ثانیه در حال پرواز است، نسبت

 عددی بسیار کوچک و برابر

 خواهد بود و لذا به راحتی مشاهده می‌‌شود که در چنین سرعتهایی مسئله اتساع زمان کاملا منتفی است. چون برای مشاهده اتساع زمانی در این مورد به یک ساعت اتمی ‌با دقتی در حدود 13-^10 نیاز داریم. البته لازم به ذکر است که با قرار دادن ساعتهای اتمی ‌‌در هواپیماهای جت این نتایج اثبات شده است و فقط در حد تئوری و نظریه نیست و از نظر تجربی نیز به تائید رسیده است.

دانشمندان با تحقیق در مورد تاثیر اتساع زمان بر طول عمر افراد متوجه شده اند که افراد ورزشکار (حتی آنهایی که فقط پیاده روی می‌‌کنند) حدود کسر بسیار کوچکی از ثانیه بیشتر از سایر افراد عمر می‌‌کنند و کوچکی این کسر به دلیل سرعت کمی (نسبت به سرعت نور) است که آنها نسبت به دیگران دارند. پس اگر انسان بتواند با سرعتهایی نزدیک سرعت نور حرکت کند، سالیان سال عمر می‌‌کند و جوان می‌‌ماند، البته از نظر ناظر ساکن

بررسي سيستم كنترلي دستگاه دياليز

بررسي سيستم كنترلي دستگاه دياليز HDF

 

نويسندگان : زهره عظيمي - علي آقايي فر

انجمن هاي تخصصي مهندسي پزشكي ايران

 Download

تئوري ساخت ليزر گازی CO2

 تئوري ساخت ليزر گازی CO2

 لیزر گازی CO2  یکی از پرکاربرد ترین لیزرهای صنعتی و پزشکی در جهان است.

این مقاله نوشته شده توسط آقای سيد سعيد سيوف می باشد که نسخه اصلی آن از شبکه فیزیک هوپا برداشته شده است . نسخه اصلی این مقاله به صورت فایل PDF   می باشد که می توانید آن را از سایت شبکه فیزیک هوپا دریافت کنید.

 

اصول كلي تابش ليزر:

وقتي كه الكترون در يكي از مدارهاي مجاز يا حالت پايه قرار دارد، هيچ انرژي توسط اتم ساتع نمي شود . هر يك از اين مدار هاي مجاز به يك تراز انرژي معين يا حالت انرژي معين مربوط مي شوند . الكترونها و اتم ها با حركت از يك مدار با انرژي بالاتر )دور تر از هسته ( به يك مدار با انرژي كمتر( نزديكتر به هسته ) ، انرژي از دست مي دهند. اين انرژي به صورت يك فوتون با انرژي hϑ است.

در اتمها مدارهاي مجزا و متعددي وجود دارد و بنابر اين انتقالات مختلفي ممكن است انجام شود . از اين رو يك اتم انرژي هاي مختلفي را مي تواند گسيل كند . به طور كلي هر اتم تمايل دارد در حالت انرژي هاي پايين تر قرار گيرد از اين رو براي ايجاد طيف اتمي الكترونها را با تحريك كردن به تراز هاي بالاتر ميفرستند . اين عمل در لوله هاي تخليه و به كمك حرارت يا برخورد الكترونهاي ديگر و يا به كمك تابش با طول موجهاي مناسب انجام پذير است . هر طول موجي كه توسط اتم در حال تحريك گسيل شود، ميتواند توسط آن وقتي كه در تراز هاي پايين انرژي قرار دارد جذب شود . البته انرژي فوتون هاي برخورد كننده بايد خيلي نزديك به اختلاف انرژي بين دو تراز انرژي اتم درگير باشد. اين حالت را جذب تشديدي مي گويند.

اگر اتم در يك تراز پايين تر تحت تابش با فركانس ν قرار بگيرد ، احتمال بسيار زيادي وجود دارد كه اتم با جذب اين فوتون تحريك شده و به تراز بالاتر برود . اين فرآيند را جذب برانگيخته مي گويند. اتم بلافاصله (چند نانو ثانيه ) بعد از تحريك شدن به تراز بالاتر انرژي مي رود و با گسيل فوتوني با  انرژي  hϑ به تراز پايين انرژي باز مي گردد . فرآيند گسيل پرتو مي تواند به دو صورت خود به خودي يا تحريكي انجام شود.

دو نكته در رابطه با گسيل تحريكي وجود دارد :

- فوتوني كه با گسيل برانگيخته توليد مي شود داراي همان انرژي و فركانس فوتون تحريك كننده است.

2 - امواج نوري مربوط به هر دو فوتون هم فازند و داراي پولاريزاسيون مشابه هستند.

به اين معني كه در اتمي كه به صورت برانگيخته مجبور به تابش نوري مي شود ، موجي كه باعث ايجاد فرآيند شده به فوتون اضافه مي شود به طوري كه يكديگر را تقويت مي كنند و دامنه هاي آنها افزايش ميابد . پس ما امكان تقويت نور به وسيله گسيل هاي تحريكي تابش را خواهيم داشت.

تابش هاي تحريك شده همدوس هستند. يعني همه امواج سازنده چنين تابش هايي هم فاز هستند .  اين فرايند با گسيل خود به خودي تفاوت اساسي دارد . چون در آنجا اتمها كاملا به صورت اتفاقي گسيل مي كنند به طوري كه رابطه خاص فازي بين امواج وجود ندارد و اينگونه تابش ها غير همدوس هستند.

دمش:

فرآيند تحريك ماده ليزري براي تغيير تراز و آزاد كردن انرژي را دمش مي گويند . عمل دمش از طريق چندين راه امكان پذير است. از قبيل : دمش اپتيكي – دمش به كمك تخليه الكتريكي – دمش به كمك آزاد كردن انرژي شيميايي . با توجه به ليزر هاي متفاوت و نوع ماده ليزري از روش هاي متفاوت دمش استفاده مي شود . به طو ر از روش تخليه الكتريكي استفاده مي شود. مثال در لیزر هاي گازي مانند ليزر CO2.

تشديد كننده هاي نوري:

براي داشتن پرتو خروجي از ليزرها و انرژي بهينه و با توان بالا نياز داريم تاجهت تحريك ماده ليزري و افزايش انرژي را تقويت كنيم. در بيشتر حالات تقويت كلي توسط قرار دادن آينه هايي با درصد بازتابش بالا در دو انتهاي كاواك ليزر انجام مي شود . پرتوي نوري بيش از حدود 100 بار بين دو اينه رفت و برگشت مي كند و به اين ترتيب طول موثر ماده افزايش مي يابد. آينه ها تشكيل يك كاواك نوري يا تشديد كننده مي دهند و به همراه ماده فعال ليزري يك نوسان كننده مي سازند . آينه ها در اصل مانند يك بازخور نوري از ماده تقويت كننده عمل مي كنند . اساسا گسيل خود به خودي يك تغيير كوچك در فركانس عبوري از ماده ايجاد مي كند و آن را به دليل گسيل برانگيخته تقويت مي كند.

در برخورد با آينه هاي انتهايي اكثر انرژي به داخل كاواك باز مي گردد . اين نور تقويت شده مجددا با برخورد به آينه ديگر بيشتر تقويت مي شود و اين فرایند مدام تكرار مي شود . اين تغييرات تااين نوسانات به يك حالت پايدار برسند افزايش مي يابد . در اين حالت رشد دامنه امواج داخل كاواك افزايش مي يابد و هر انرژي كه به دليل گسيل برانگيخته ظاهر مي شود به عنوان خروجي ليزر منظور مي گردد.

تا اينجا فرض بر اين بود پرتوهايي كه بين دو آينه رفت و برگشت مي كنند موازي هستند . ولي در واقع اينطور نيست . به دليل اثرات پراش در لبه آينه ها يك باريكه كاملا موازي نمي تواند با اندازه محدود   ابقا شود .چون بخشي از تابش از كناره هاي آينه ها پخش مي شود و اين اتلاف ها در اثر پراش را مي توان با استفاده از آينه هاي مقعر و در عمل با آينه هاي با انحناي متفاوت و شكل هاي مختلف، بسته به نوع ليزر ، كاهش داد. به اينگونه سيستم ها ، كاواك پايدار گفته مي شود.

كاواكهاي پايدار علاوه بر پايدار نگه داشتن پرتو ويژگي ديگري نيز دارند و آن تنظيم خروجي ليزر است. اين عمل به سادگي و با تغيير فاصله آينه ها و بدين ترتيب با تغيير دادن مقدار تابش در طرف آينه كوچكتر كه خروجي ليزر را مي سازد ممكن خواهد بود.
ادامه دارد

کشف نوعی اشعه لیزر با دو پرتو

 

 کشف نوعی اشعه لیزر با دو پرتو

 

محققان دانشگاه Princeton آمریکا هنگام کار با لیزرquantum cascade موفق به کشف پرتو دوم لیزر شدند که تا کنون در هیچ یک از تئوری های موجود نامی از آن برده نشده بود.

یافته های این دانشمندان ثابت می کند که این اشعه لیزر، قدرتمندتر و موثر تر از نوع اصلی به نظر می رسد.

لیزرquantum cascade منبع کوچک و موثری از اشعه لیزر mid-infrared است که عملکرد آن شبیه چیزی است که شما در CD Player ها می بینید ، همانطور که گفته شد در هیچ یک از تئوری های  لیزرquantum cascade نظریه ای راجع به وجود پرتوی دوم وجود نداشت. این پرتو بسیار قدرتمند تر و موثرتر از نوع اصلی است بنابراین دانشمندان در وضعیت فوق العاده خطرناکی به تحقیق می پردازند.

این پرتو که در واقع نوعی پرتوی infrared با برد بالا است، در شناسایی بخار آب ، بخار آمونیاک ، اکسید نیتروژن و دیگرگازهایی که نور infrared را جذب می کنند کاربرد دارد. تیم Princeton افزودند که در آینده در هواشناسی ، تشخیص های پزشکی و همچنین سیستم های حفاظتی نیز از این تکنولوژی استفاده خواهد شد.