MECCANICA e APPLICAZIONI
Fabrizio Boffelli
A. A. 2018 - 2019
CLASSE DELLE LAUREE TRIENNALI DELLE
PROFESSIONI SANITARIE TECNICHE
2
MECCANICA
Lo studio del moto: cinematica
Lo studio delle cause del moto: dinamica
Lo studio dell’equilibrio dei corpi: statica
Un corpo si muove quando, nel tempo, modifica la sua posizione rispetto a punti di riferimento.
Il moto di un corpo è molto complesso: per semplificare si pensa a tutto l’oggetto concentrato in un singolo punto (punto materiale). Si studia il moto di quel punto e poi il moto di tutti gli altri punti del corpo rispetto a quello preso come rappresentativo.
Per poter descrivere il moto dobbiamo poter
“localizzare il corpo” rispetto a corpi che restano immobili (sistema di riferimento), in momenti successivi.
Dobbiamo poter misurare delle distanze e dei tempi.
CINEMATICA
LA MISURA DEL TEMPO
Clessidre
Pendolo Orologio a Molla Orologio al Quarzo Moto degli Astri → Meridiane
Svuotamento contenitori di acqua
Sensibilità limitata e scarsa ripetibilità della misura
Con la scoperta della costanza del pendolo si costruirono orologi con precisione del secondo, con i sistemi oscillanti a molla la sensibilità crebbe fino al centesimo di secondo con sistemi di demoltiplicazione di ingranaggi. Infinie dopo cent’anni di stallo, con i sistemi oscillanti al quarzo si è avuta una sensibilità del microsecondo, con gli orologi atomici attuali con sensibilità ulteriormente migliorata di milioni di volte.
LA MISURA DELLE DISTANZE
Inizialmente si usavano misure antropometriche (piede, braccio, pollice) che avevano un alto grado di soggettività.
In seguito sono stati introdotti i campioni di misura (il metro) ed elaborati strumenti meccanici per effettuare misure di sensibilità che raggiungono il centesimo di millimetro (1µm)
Calibro
Per effettuare misure di lunghezza con maggiore sensibilità bisogna passare a sistemi ottici utilizzano l’interferenza di onde luminose prodotte dal LASER o sistemi sonori che utilizzano la riflessione delle onde sonore (Ultrasuoni)
6
Avanti 10 passi, poi 6 passi a sinistra, 12 passi verso l’alto.
X=10 passi
Y=6 passi
Z=12 passi
POSIZIONE NELLO SPAZIO
COORDINATE CARTESIANE
• P
Si intende per “Risoluzione spaziale” la precisione con cui viene localizzato un punto nello spazio : rappresenta la
“sensibilità” del metodo utilizzato.
Radioisotopi (Gammacamera) 4 ÷ 5 mm Ultrasuoni 0.1 ÷1.5 mm Risonanza Magnetica, TAC 0.5 ÷ 1mm
Angiografia 0.3 ÷ 1 mm
RISOLUZIONE SPAZIALE
8
x
y z
y
Tumore tonsillare Dopo radioterapia Risoluzione spaziale ≈ 5 mm
LOCALIZZAZIONE SPAZIALE
Risoluzione spaziale ≈ 0.5 mm Angiografia a sottrazione
LOCALIZZAZIONE E DIMENSIONAMENTO DI STRUTTURE
10
Risoluzione spaziale ≈ 0.5 mm Angiografia Diretta
STENOSI CORONARICA
Risoluzione spaziale ≈ 1 mm Tomografia Computerizzata
ANEURISMA DELL’AORTA ADDOMINALE
12
ARTROSI SCAPOLO-OMERALE (NMR)
Risoluzione spaziale ≈ 1 mm
ANGIOGRAFIA NMR IN CARDIOPATIA CONGENITA
14
