| 1 |
ข้อได้เปรียบหลักของการใช้สารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกที่เหนือกว่าสารคอนทราสต์ที่ใช้แกโดลิเนียมแบบดั้งเดิม (GBCA) ใน MRI คืออะไร
|
ความเป็นพิษต่ำ |
|
1. ความเป็นพิษต่ำ: สารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกถูกพัฒนาเพื่อให้มีความปลอดภัยสูงขึ้น โดยเฉพาะสำหรับผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดภาวะแทรกซ้อนจากการใช้แกโดลิเนียม เช่น ผู้ป่วยที่มีปัญหาเกี่ยวกับไต เพราะ GBCA อาจสะสมในเนื้อเยื่อและก่อให้เกิดภาวะเนื้อเยื่อพังพืดจากการได้รับแกโดลิเนียม (Nephrogenic Systemic Fibrosis - NSF)
2. ความปลอดภัยต่อระบบร่างกาย: สารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกได้รับการออกแบบให้สลายตัวและถูกขับออกจากร่างกายได้ง่ายกว่า จึงลดความเสี่ยงที่สารจะสะสมในร่างกาย |
• การออกแบบสารคอนทราสต์ที่ปลอดภัย: การพัฒนาสารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกมุ่งเน้นไปที่การลดความเป็นพิษและผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้สารคอนทราสต์ โดยใช้วัสดุที่มีความเข้ากันได้ดีกับชีวภาพและสามารถสลายตัวได้อย่างปลอดภัย
• ผลกระทบจากแกโดลิเนียม: แกโดลิเนียมใน GBCA เป็นโลหะหนักที่อาจก่อให้เกิดความเป็นพิษต่อร่างกายหากไม่ถูกกำจัดออกจากร่างกายอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น การใช้สารคอนทราสต์ที่ไม่มีโลหะหนักจะช่วยลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น
การพัฒนาสารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกจึงเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับผู้ป่วยที่มีข้อจำกัดหรือความเสี่ยงในการใช้ GBCA ในการตรวจ MRI |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 2 |
คุณสมบัติใดของเดนไดเมอร์ที่ทำให้พวกมันเหมาะสมเป็นโครงสำหรับสารคอนทราสต์แบบออร์แกนิก
|
โครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่กระจายตัวเดี่ยวและมีการกำหนดไว้อย่างดี |
|
1. โครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่กระจายตัวเดี่ยว: เดนไดเมอร์มีโครงสร้างที่เป็นสามมิติและมีลักษณะเป็นชั้น ๆ ซึ่งทำให้สามารถควบคุมขนาดและรูปร่างของโมเลกุลได้อย่างแม่นยำ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการกระจายตัวที่สม่ำเสมอในสารละลาย
2. การกำหนดโครงสร้างอย่างดี: โครงสร้างที่มีการกำหนดไว้อย่างดีช่วยให้สามารถควบคุมการทำงานและคุณสมบัติของสารคอนทราสต์ได้ เช่น การจับกับโมเลกุลเป้าหมายหรือการปรับแต่งพื้นผิวเพื่อเพิ่มความเข้ากันได้ทางชีวภาพ |
โครงสร้างเดนไดเมอร์: เดนไดเมอร์มีลักษณะเป็นโมเลกุลที่มีการแตกกิ่งก้านจากศูนย์กลางออกไปเป็นชั้น ๆ ทำให้มีพื้นที่ผิวมากและสามารถปรับแต่งให้มีคุณสมบัติที่ต้องการได้อย่างหลากหลาย
• การใช้งานในทางการแพทย์: เนื่องจากโครงสร้างที่สามารถปรับแต่งได้และการกระจายตัวที่สม่ำเสมอ เดนไดเมอร์จึงเหมาะสำหรับใช้เป็นพาหะในการนำส่งยาและสารคอนทราสต์ในทางการแพทย์
เดนไดเมอร์ได้รับการวิจัยและพัฒนาเพื่อใช้งานในหลากหลายด้าน โดยเฉพาะในทางการแพทย์ เนื่องจากคุณสมบัติที่สามารถปรับแต่งและควบคุมได้อย่างแม่นยำ |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 3 |
ไนตรอกไซด์ที่ใช้กันทั่วไปในบริบทของสารทึบรังสี MRI คืออะไร
|
การเพิ่มความเข้มของสัญญาณโดยการลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1 ให้สั้นลง |
|
1. การลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1: ไนตรอกไซด์ทำหน้าที่เป็นสารทึบรังสีที่มีประสิทธิภาพในการลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1 ของโปรตอนในเนื้อเยื่อ ทำให้สัญญาณ MRI เข้มขึ้นและให้ภาพที่ชัดเจนขึ้น
2. การเพิ่มความเข้มของสัญญาณ: โดยการลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1, ไนตรอกไซด์ช่วยเพิ่มความเข้มของสัญญาณในภาพ MRI ซึ่งช่วยให้สามารถเห็นความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อที่มีองค์ประกอบทางชีวภาพต่างกันได้ชัดเจนยิ่งขึ้น |
• การผ่อนคลาย T1: การผ่อนคลาย T1 คือกระบวนการที่โปรตอนที่ถูกกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กกลับสู่สถานะพลังงานต่ำสุด โดยสารที่ลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1 จะทำให้โปรตอนกลับสู่สถานะสมดุลได้เร็วขึ้น ซึ่งเพิ่มความเข้มของสัญญาณในภาพ
• บทบาทของสารทึบรังสี: สารทึบรังสีใน MRI มีบทบาทในการเพิ่มความแตกต่างของภาพ โดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเนื้อเยื่อเพื่อให้สามารถมองเห็นรายละเอียดได้มากขึ้น
การใช้ไนตรอกไซด์ใน MRI เป็นการประยุกต์ใช้คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของสารในการปรับปรุงคุณภาพของภาพและการวินิจฉัยทางการแพทย์ |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 4 |
เดนดไรเมอร์ประเภทใดที่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์กับอนุมูล TEMPO และศึกษาสำหรับสารทึบรังสี MRI
|
PAMAM เดนไดรเมอร์ |
|
1. โครงสร้างของ PAMAM เดนไดรเมอร์: PAMAM (Polyamidoamine) เดนไดรเมอร์มีโครงสร้างที่สามารถทำหน้าที่เป็นโฮสต์สำหรับการเชื่อมต่อกับอนุมูล TEMPO (2,2,6,6-Tetramethylpiperidine 1-oxyl) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นอนุมูลอิสระที่สามารถทำให้เกิดความแตกต่างในสัญญาณ MRI
2. ความสามารถในการปรับแต่ง: โครงสร้างของ PAMAM เดนไดรเมอร์มีหลายกลุ่มที่สามารถปรับแต่งได้ ทำให้สามารถเชื่อมโยงกับอนุมูล TEMPO ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มความสามารถในการสร้างภาพใน MRI
3. การใช้งานในสารทึบรังสี: PAMAM เดนไดรเมอร์ได้รับการวิจัยและพัฒนาสำหรับใช้เป็นพาหะในการนำส่งสารทึบรังสี เนื่องจากมีความเข้ากันได้ดีกับชีวภาพและสามารถปรับแต่งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสร้างภาพ |
• การเชื่อมต่อกับอนุมูลอิสระ: TEMPO เป็นอนุมูลอิสระที่ใช้ในการปรับปรุงสัญญาณ MRI โดยการเชื่อมต่อกับโครงสร้างของเดนไดรเมอร์ที่มีความสามารถในการทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพ
• การวิจัยด้านการแพทย์: PAMAM เดนไดรเมอร์ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในฐานะสารทึบรังสีเนื่องจากคุณสมบัติในการสร้างภาพที่ดีขึ้นและความเข้ากันได้กับระบบชีวภาพ
การเลือกใช้ PAMAM เดนไดรเมอร์ร่วมกับ TEMPO เป็นการประยุกต์ใช้ที่ช่วยให้เกิดการสร้างภาพที่มีคุณภาพสูงและมีความปลอดภัยสำหรับผู้ป่วย |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 5 |
ไนตรอกไซด์เผชิญกับความท้าทายอะไรบ้างที่จำกัดการใช้อย่างแพร่หลายในฐานะสารทึบแสงของ MRI
|
การลดลงอย่างรวดเร็วในร่างกายและ การผ่อนคลาย พาราแมกเนติกต่ำ |
|
1. การลดลงอย่างรวดเร็วในร่างกาย: ไนตรอกไซด์มีแนวโน้มที่จะถูกลดทอนและขับออกจากร่างกายอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้มีระยะเวลาในการแสดงผลใน MRI สั้น และไม่เพียงพอสำหรับการตรวจบางประเภท
2. การผ่อนคลายพาราแมกเนติกต่ำ: ไนตรอกไซด์มีค่าการผ่อนคลายพาราแมกเนติกต่ำเมื่อเทียบกับสารทึบแสงที่ใช้กันทั่วไป เช่น GBCAs (Gadolinium-Based Contrast Agents) ทำให้สัญญาณที่ได้รับจาก MRI อาจไม่ชัดเจนหรือมีความคมชัดน้อยกว่า |
• การคงอยู่ในร่างกาย: สารที่มีการคงอยู่ในร่างกายได้ไม่นานอาจไม่สามารถให้ข้อมูลที่เพียงพอใน MRI โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการสแกนที่ต้องใช้เวลานาน
• คุณสมบัติพาราแมกเนติก: สารทึบแสงที่ดีควรมีคุณสมบัติพาราแมกเนติกที่สูงพอสมควรเพื่อสร้างความแตกต่างในสัญญาณ MRI ที่ชัดเจน ซึ่งไนตรอกไซด์อาจมีข้อจำกัดในด้านนี้
ถึงแม้ว่าไนตรอกไซด์จะมีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานใน MRI แต่ข้อจำกัดในด้านการลดลงอย่างรวดเร็วในร่างกายและการผ่อนคลายพาราแมกเนติกที่ต่ำทำให้การใช้งานยังไม่แพร่หลายเท่าที่ควร |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 6 |
สารคอนทราสต์ที่ใช้เดนไดเมอร์ประกอบด้วย 48 เรดิคัล TEMPO โดยแต่ละเรดิคัลมีส่วนช่วย 0.14 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ เพื่อ ความ ผ่อนคลาย ความผ่อนคลาย โดยรวมของสารคอนทราสต์ที่ใช้เดนดไรเมอร์นี้คืออะไร ?
|
6.7 มิลลิโมลาร์ ⁻ ¹ วินาที ⁻ ¹ |
|
คำตอบนี้ได้จากการคำนวณผลรวมของค่าความผ่อนคลายที่แต่ละเรดิคัล TEMPO มีส่วนช่วย โดยการคูณจำนวนเรดิคัลทั้งหมดกับค่าความผ่อนคลายของเรดิคัลแต่ละตัว ซึ่งเป็นวิธีการที่ตรงไปตรงมาในการหาความสามารถในการผ่อนคลายของสารคอนทราสต์ทั้งหมด
ในการคำนวณความผ่อนคลายโดยรวมของสารคอนทราสต์ที่ใช้เดนไดเมอร์ซึ่งประกอบด้วย 48 เรดิคัล TEMPO แต่ละเรดิคัลมีส่วนช่วย 0.14 mM⁻¹ s⁻¹ ต่อความผ่อนคลาย สามารถคำนวณได้โดยการคูณจำนวนเรดิคัลกับค่าความผ่อนคลายที่แต่ละเรดิคัลมีส่วนช่วย:
ความผ่อนคลายโดยรวม = จำนวนเรดิคัล*ความผ่อนคลายที่แต่ละเรดิคัลมีส่วนช่วย
แทนค่าลงในสูตร:
ความผ่อนคลายโดยรวม = 48 * 0.14
ความผ่อนคลายโดยรวม = 6.72
จากการคำนวณ ความผ่อนคลายโดยรวมของสารคอนทราสต์ที่ใช้เดนไดเมอร์คือ 6.7 มิลลิโมลาร์⁻¹ วินาที⁻¹ |
การรวมค่าความผ่อนคลาย: ค่าความผ่อนคลายของสารคอนทราสต์สามารถหาได้โดยการรวมค่าความผ่อนคลายที่เกิดจากแต่ละองค์ประกอบที่มีอยู่ในสาร ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปในการประเมินประสิทธิภาพของสารทึบรังสีใน MRI |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 7 |
หากเดนไดเมอร์รุ่นที่สี่ที่มีอนุมูล PROXYL 32 ตัวมี ค่าความผ่อนคลาย ที่ 5 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ ค่า ความผ่อนคลาย ต่ออนุมูล PROXYL เป็น เท่าใด
|
0.15 มิลลิโมลาร์ ⁻ ¹ วินาที ⁻ ¹ |
|
คำตอบนี้ได้จากการแบ่งค่าความผ่อนคลายรวมที่เดนไดเมอร์มีต่อจำนวนอนุมูล PROXYL ที่มีอยู่ทั้งหมด ซึ่งเป็นวิธีการในการประเมินประสิทธิภาพของแต่ละอนุมูลในการมีส่วนร่วมต่อความผ่อนคลายทั้งหมด ในการคำนวณค่า ความผ่อนคลายต่ออนุมูล PROXYL ในเดนไดเมอร์ที่มีค่า ความผ่อนคลายรวม เท่ากับ 5 mM⁻¹ s⁻¹ และมีอนุมูล PROXYL จำนวน 32 ตัว สามารถคำนวณได้โดยการหารค่า ความผ่อนคลายรวม ด้วยจำนวนอนุมูล PROXYL:
ความผ่อนคลายต่ออนุมูล PROXYL = ความผ่อนคลายรวม/จำนวนอนุมูล PROXYL
แทนค่าลงในสูตร:
ความผ่อนคลายต่ออนุมูล PROXYL = 5/32
ความผ่อนคลายต่ออนุมูล PROXYL = 0.15625
จากการคำนวณ ค่า ความผ่อนคลายต่ออนุมูล PROXYL จะประมาณ 0.15 มิลลิโมลาร์⁻¹ วินาที⁻¹ |
การแบ่งความผ่อนคลาย: การคำนวณค่าเฉลี่ยต่อหน่วยใช้วิธีการแบ่งค่ารวมด้วยจำนวนหน่วยทั้งหมด ซึ่งเป็นแนวทางทั่วไปในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของแต่ละส่วนในโครงสร้างรวม |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 8 |
สารทึบรังสีที่ใช้ MRI ที่ใช้เดนไดเมอร์จะปลดปล่อยความรุนแรงของมันที่อัตรา 0.5 มิลลิโมลาร์/วัน หากความเข้มข้นเริ่มต้นของอนุมูลคือ 10 mM จะใช้เวลากี่วันเพื่อให้ความเข้มข้นลดลงเหลือ 2 mM
|
16 วัน |
|
คำตอบนี้ได้จากการคำนวณเวลาที่สารจะปลดปล่อยอย่างต่อเนื่องจนความเข้มข้นลดลงตามที่กำหนด โดยการใช้ความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นเริ่มต้นและความเข้มข้นสุดท้าย หารด้วยอัตราการปลดปล่อย
ในการคำนวณจำนวนวันที่ความเข้มข้นของสารทึบรังสีที่ใช้เดนไดเมอร์ลดลงจาก 10 mM เหลือ 2 mM ที่อัตราการปลดปล่อย 0.5 mM/วัน สามารถใช้สูตรการคำนวณง่าย ๆ ได้ดังนี้:
จำนวนวัน = (ความเข้มข้นเริ่มต้น - ความเข้มข้นสุดท้าย) / อัตราการปลดปล่อย
โดยแทนค่าลงในสมการ:
จำนวนวัน = (10 mM - 2 mM) / 0.5 mM/วัน
ซึ่งคำนวณได้:
จำนวนวัน = 8 mM / 0.5 mM/วัน = 16 วัน
ดังนั้น จะใช้เวลา 16 วัน เพื่อให้ความเข้มข้นลดลงเหลือ 2 mM. |
- การลดลงของความเข้มข้น: การคำนวณเวลาที่สารจะลดลงตามอัตราคงที่เป็นวิธีการทั่วไปในการประเมินอายุการใช้งานหรือประสิทธิภาพของสารในระบบการปลดปล่อยอย่างต่อเนื่อง
- อัตราการปลดปล่อยคงที่: การที่สารปลดปล่อยที่อัตราคงที่ทำให้สามารถใช้การคำนวณเชิงเส้นง่าย ๆ ในการหาจำนวนวันที่ความเข้มข้นจะลดลงตามที่ต้องการ |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 9 |
หาก ความผ่อนคลาย ของเดนดริเมอร์ G1-Tyr-PROXYL คือ 2.9 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ และค่าความผ่อนคลายของ Gd-DTPA คือ 3.2 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ อะไรคือเปอร์เซ็นต์ของ ความผ่อนคลาย ระหว่างสารทั้งสอง?
|
9.4% |
|
คำตอบนี้ได้จากการคำนวณความแตกต่างในค่าความผ่อนคลายของเดนดริเมอร์ G1-Tyr-PROXYL เมื่อเทียบกับ Gd-DTPA โดยใช้สูตรการหาส่วนต่างในรูปแบบเปอร์เซ็นต์ ซึ่งสามารถบ่งบอกถึงความสามารถในการผ่อนคลายที่แตกต่างกันระหว่างสารทั้งสอง
ในการคำนวณเปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลายระหว่างเดนดริเมอร์ G1-Tyr-PROXYL และ Gd-DTPA เราสามารถใช้สูตรการคำนวณเปอร์เซ็นต์ดังนี้:
เปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลาย = (ความผ่อนคลายของ G1-Tyr-PROXYL / ความผ่อนคลายของ Gd-DTPA) × 100
โดยแทนค่าลงในสมการ:
เปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลาย = (2.9 mM⁻¹ s⁻¹ / 3.2 mM⁻¹ s⁻¹) × 100
คำนวณได้:
เปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลาย = (0.90625) × 100 = 90.625%
ดังนั้นเปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลายของ G1-Tyr-PROXYL เมื่อเทียบกับ Gd-DTPA คือ 90.625%.
เนื่องจากคำถามอาจต้องการทราบส่วนที่เหลือระหว่าง 100% และเปอร์เซ็นต์ของ G1-Tyr-PROXYL เทียบกับ Gd-DTPA ดังนั้นจะเป็น:
100% - 90.625% = 9.375%
ซึ่งใกล้เคียงกับ 9.4% |
• การคำนวณเปอร์เซ็นต์: เป็นการใช้การเปรียบเทียบเชิงสัดส่วนเพื่อหาค่าความแตกต่างหรือความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรสองตัว
• ความผ่อนคลายของสารทึบรังสี: เป็นตัวชี้วัดความสามารถในการเพิ่มสัญญาณใน MRI โดยสารที่มีค่าความผ่อนคลายสูงจะมีประสิทธิภาพในการสร้างภาพที่ชัดเจนมากกว่า |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 10 |
โครงเดนไดเมอร์ช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำโดยการติดโซ่ PEG หากเดนไดเมอร์ดั้งเดิมมีความสามารถในการละลายอยู่ที่ 5 กรัม/ลิตร และการติด PEG จะทำให้ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น 60% ความสามารถในการละลายใหม่ของเดนไดเมอร์จะเป็นเท่าใด
|
8 ก./ล |
|
คำตอบนี้ได้จากการคำนวณการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการละลายโดยการเพิ่มสัดส่วนของความสามารถในการละลายเดิม 60% ซึ่งเป็นวิธีการง่าย ๆ ในการคำนวณผลของการปรับแต่งโครงสร้างของสารต่อคุณสมบัติทางฟิสิกส์เคมี
ในการคำนวณความสามารถในการละลายใหม่ของเดนไดเมอร์หลังจากการติดโซ่ PEG ซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการละลายขึ้น 60% สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการละลายดังนี้:
ความสามารถในการละลายใหม่ = ความสามารถในการละลายเดิม + (ความสามารถในการละลายเดิม × อัตราการเพิ่ม)
แทนค่าลงในสมการ:
ความสามารถในการละลายใหม่ = 5 กรัม/ลิตร + (5 กรัม/ลิตร × 0.60)
คำนวณได้:
ความสามารถในการละลายใหม่ = 5 กรัม/ลิตร + 3 กรัม/ลิตร = 8 กรัม/ลิตร
ดังนั้น ความสามารถในการละลายใหม่ของเดนไดเมอร์หลังจากการติดโซ่ PEG จะเป็น 8 กรัม/ลิตร |
• การเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำ: การเพิ่มโซ่ PEG ในโครงสร้างของเดนไดเมอร์ช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำโดยทำให้โมเลกุลมีความชอบน้ำมากขึ้น (hydrophilicity)
• การคำนวณการเพิ่มขึ้นแบบเปอร์เซ็นต์: เป็นวิธีการทั่วไปในการคำนวณผลของการเปลี่ยนแปลงในระบบเคมีหรือฟิสิกส์เมื่อมีการปรับแต่งหรือเพิ่มคุณสมบัติบางประการ |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 11 |
เหตุผลหลักในการใช้ไดนามิกแอมพลิฟายเออร์แฟกเตอร์ (DAF) ในการวิเคราะห์สะพานโครงเหล็กคืออะไร
|
เพื่อชดเชยผลกระทบจากความล้มเหลวของสมาชิกอย่างกะทันหัน |
|
1. การตอบสนองต่อแรงกระทำทันที: DAF ถูกใช้เพื่อคำนวณผลกระทบจากแรงที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น การโหลดจากยานพาหนะที่วิ่งผ่านสะพานอย่างรวดเร็วหรือเหตุการณ์การชน ซึ่งแรงกระทำทันทีเหล่านี้อาจทำให้โครงสร้างเกิดการสั่นสะเทือนและแรงที่สูงขึ้นชั่วขณะ
2. ความปลอดภัยของโครงสร้าง: การใช้ DAF ช่วยในการประเมินความสามารถของโครงสร้างในการรองรับแรงกระทำที่ไม่ได้คาดการณ์มาก่อนและปรับปรุงการออกแบบเพื่อให้โครงสร้างมีความปลอดภัยมากขึ้นในสถานการณ์ฉุกเฉิน |
• ผลกระทบทางไดนามิก: เมื่อมีแรงกระทำที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว โครงสร้างจะเกิดการสั่นสะเทือนและแรงภายในที่เพิ่มขึ้น การคำนวณ DAF ช่วยในการวิเคราะห์ว่าโครงสร้างสามารถรองรับแรงที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้ได้อย่างไร
• การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน: การศึกษาผลกระทบทางไดนามิกของโครงสร้างที่เกิดจากการสั่นสะเทือนเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบและประเมินความปลอดภัยของโครงสร้างสะพาน
DAF จึงเป็นเครื่องมือสำคัญในการออกแบบสะพานที่ต้องพิจารณาผลกระทบทางไดนามิก เพื่อให้แน่ใจว่าสะพานมีความปลอดภัยและสามารถรองรับแรงกระทำที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันได้ |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 12 |
วิธีใดที่แต่ก่อนใช้ในการคำนวณ DAF สำหรับสะพานโครงเหล็ก และเหตุใดจึงถือว่าอนุรักษ์นิยม
|
โมเดลอิสระระดับเดียวเนื่องจากถือว่า DAF คงที่ |
|
1. การถือว่า DAF คงที่: โมเดลอิสระระดับเดียว (single-degree-of-freedom model) มักถือว่า DAF เป็นค่าคงที่สำหรับทั้งโครงสร้างสะพาน ซึ่งไม่ได้พิจารณาการตอบสนองเฉพาะจุดหรือความแตกต่างของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในส่วนต่าง ๆ ของสะพาน
2. ความอนุรักษ์นิยม: เนื่องจากวิธีนี้ไม่ได้พิจารณาความซับซ้อนที่แท้จริงของการกระจายแรงและการตอบสนองไดนามิกในสะพาน ทำให้ต้องออกแบบโครงสร้างโดยเพิ่มความปลอดภัยเผื่อไว้ ซึ่งอาจนำไปสู่การออกแบบที่มีขนาดใหญ่กว่าที่จำเป็น |
• ความซับซ้อนของโครงสร้างสะพาน: การตอบสนองไดนามิกของสะพานขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงรูปแบบการกระจายแรง การสั่นสะเทือนขององค์ประกอบต่าง ๆ และความไม่สมดุลของโครงสร้าง การใช้โมเดลอิสระระดับเดียวอาจไม่ครอบคลุมความซับซ้อนเหล่านี้
• ความจำเป็นในการปรับปรุงวิธีการ: การพัฒนาเทคโนโลยีการวิเคราะห์ เช่น การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด ช่วยให้สามารถคำนวณการตอบสนองไดนามิกของสะพานได้อย่างแม่นยำและตรงตามสภาพการใช้งานจริงมากขึ้น
โมเดลอิสระระดับเดียวเป็นวิธีการที่ง่ายและรวดเร็ว แต่ในทางวิศวกรรมถือว่าเป็นการประเมินแบบอนุรักษ์นิยมเพราะไม่ได้พิจารณาความแตกต่างของการตอบสนองในระบบที่ซับซ้อนอย่างสะพานโครงเหล็ก |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 13 |
อัตราส่วนการหน่วงที่ใช้กันทั่วไปในการคำนวณ DAF ทั่วไปสำหรับสะพานโครงเหล็กคือเท่าใด
|
5% |
|
1. การหน่วงการสั่นสะเทือน: อัตราส่วนการหน่วง 5% เป็นค่ามาตรฐานที่ใช้ในการวิเคราะห์ไดนามิกของโครงสร้างสะพาน เนื่องจากเป็นค่าที่สะท้อนถึงการสูญเสียพลังงานที่เกิดขึ้นจากแรงต้านและแรงเสียดทานในโครงสร้างสะพานที่ทำจากเหล็กและวัสดุก่อสร้างอื่น ๆ
2. ความเหมาะสมในทางวิศวกรรม: การใช้อัตราส่วนการหน่วงที่ 5% ช่วยให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่สอดคล้องกับพฤติกรรมจริงของสะพานในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือน เช่น การเคลื่อนที่ของยานพาหนะและแรงลม |
• การวิเคราะห์ไดนามิกของโครงสร้าง: ในการวิเคราะห์ไดนามิก อัตราส่วนการหน่วงใช้เพื่อคำนวณการตอบสนองของโครงสร้างต่อแรงกระทำที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว การเลือกอัตราส่วนการหน่วงที่เหมาะสมจะช่วยให้สามารถประมาณค่า DAF ได้อย่างแม่นยำ
• ค่ามาตรฐานในอุตสาหกรรม: ค่าหน่วง 5% เป็นค่าที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบและวิเคราะห์โครงสร้างในวงการวิศวกรรม เนื่องจากให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมกับการใช้งานจริง
การใช้อัตราส่วนการหน่วง 5% เป็นแนวทางมาตรฐานที่ช่วยให้นักวิศวกรรมสามารถประเมินการตอบสนองของสะพานโครงเหล็กได้อย่างถูกต้องและมีความน่าเชื่อถือในกระบวนการออกแบบและตรวจสอบโครงสร้าง |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 14 |
ในบริบทของการศึกษานี้ สมการเชิงประจักษ์ของ DAF ขึ้นอยู่กับอะไรเป็นหลัก
|
โมเมนต์การดัดงอสูงสุด |
|
1. โมเมนต์การดัดงอ: ในการวิเคราะห์โครงสร้างสะพาน โมเมนต์การดัดงอมักเป็นปัจจัยหลักที่ใช้ในการประเมินผลกระทบจากการสั่นสะเทือนและแรงกระทำ เนื่องจากการดัดงอเป็นหนึ่งในวิธีที่โครงสร้างตอบสนองต่อแรงที่ไม่สมดุล
2. ความสำคัญในโครงสร้างสะพาน: สะพานโครงเหล็กมักต้องรองรับแรงดัดงอที่เกิดจากยานพาหนะและแรงลม ซึ่งส่งผลต่อความมั่นคงและความปลอดภัยของโครงสร้าง การใช้โมเมนต์การดัดงอสูงสุดในการคำนวณ DAF ช่วยให้สามารถประเมินการตอบสนองของโครงสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ |
• การตอบสนองของโครงสร้างต่อแรงดัดงอ: เมื่อแรงกระทำทำให้เกิดโมเมนต์การดัดงอในสะพาน การประเมินโมเมนต์นี้สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสามารถในการรองรับแรงและความมั่นคงของโครงสร้าง
• การใช้สมการเชิงประจักษ์: สมการเชิงประจักษ์มักพัฒนาจากข้อมูลจริงที่สังเกตได้ โดยการวัดโมเมนต์การดัดงอสูงสุดจะช่วยให้ได้สมการที่สามารถทำนายพฤติกรรมของโครงสร้างภายใต้สภาพแรงกระทำที่คล้ายกัน
ดังนั้น การใช้โมเมนต์การดัดงอสูงสุดในการคำนวณ DAF เป็นการพิจารณาถึงวิธีการที่โครงสร้างสะพานโครงเหล็กจะตอบสนองต่อแรงกระทำที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมจริง |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 15 |
การรับน้ำหนักประเภทใดที่ได้รับการพิจารณาในการวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าของสะพานโครงเหล็ก
|
การโหลดแบบคงที่และการโหลดแบบไดนามิก |
|
1. การโหลดแบบคงที่ (Static Load): ประกอบด้วยแรงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอ เช่น น้ำหนักของโครงสร้างสะพานเอง (Dead Load) และแรงจากยานพาหนะที่หยุดนิ่ง (บางส่วนของ Live Load) ซึ่งเป็นพื้นฐานในการวิเคราะห์ความมั่นคงของโครงสร้างสะพาน
2. การโหลดแบบไดนามิก (Dynamic Load): ประกอบด้วยแรงที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น แรงจากยานพาหนะที่เคลื่อนที่ผ่านสะพาน (ส่วนของ Live Load ที่เป็นผลกระทบไดนามิก) และแรงลม แรงกระแทก ซึ่งสามารถทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและเพิ่มความเครียดให้กับโครงสร้าง |
• การพังทลายแบบก้าวหน้า: เป็นกระบวนการที่เกิดความเสียหายต่อเนื่องเมื่อส่วนหนึ่งของโครงสร้างล้มเหลว และส่งผลให้ส่วนอื่น ๆ ของโครงสร้างเกิดการพังทลายตามมา การวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าจำเป็นต้องพิจารณาทั้งการโหลดแบบคงที่และแบบไดนามิกเพื่อประเมินการตอบสนองที่แท้จริงของโครงสร้างภายใต้สภาวะต่าง ๆ
• การวิเคราะห์ความมั่นคงของโครงสร้าง: จำเป็นต้องพิจารณาทั้งการโหลดแบบคงที่และไดนามิก เพื่อให้มั่นใจว่าโครงสร้างสามารถรองรับแรงทุกประเภทได้อย่างปลอดภัยและไม่เกิดการพังทลาย
การพิจารณาทั้งการโหลดแบบคงที่และแบบไดนามิกในการวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าเป็นสิ่งสำคัญในการประเมินความปลอดภัยและความมั่นคงของสะพานโครงเหล็กภายใต้สภาวะที่อาจเกิดขึ้นในสถานการณ์จริง |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 16 |
ชิ้นส่วนในสะพานโครงเหล็กแตกหักและทำให้เกิดความเครียดไดนามิกสูงสุด 450 MPa หากความเค้นครากของชิ้นส่วนคือ 315 MPa ค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (DAF) จะขึ้นอยู่กับความเครียดจะเป็นเท่าใด
|
1.42 |
|
การคำนวณ DAF ใช้เพื่อประเมินความสามารถของโครงสร้างในการรองรับแรงที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันหรือแรงไดนามิกที่เกินกว่าความเค้นครากของวัสดุ วิธีการคำนวณนี้ให้ค่า DAF โดยตรงจากอัตราส่วนของความเครียดไดนามิกสูงสุดต่อความเค้นคราก
ในการคำนวณค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (DAF) ขึ้นอยู่กับความเครียด เราสามารถใช้สูตรดังนี้:
DAF = ความเครียดไดนามิกสูงสุด / ความเค้นคราก
โดยแทนค่าดังนี้:
• ความเครียดไดนามิกสูงสุด = 450 MPa
• ความเค้นคราก = 315 MPa
แทนค่าลงในสูตร:
DAF = 450 MPa / 315 MPa
คำนวณได้:
DAF = 1.4286
ดังนั้น ค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (DAF) จะเป็นประมาณ 1.42 |
• ความเครียดไดนามิกและความเค้นคราก: ความเครียดไดนามิกแสดงถึงแรงที่กระทำแบบฉับพลันหรือเปลี่ยนแปลงเร็ว ส่วนความเค้นครากคือค่าแรงที่วัสดุสามารถรับได้สูงสุดก่อนที่จะเกิดการเปลี่ยนรูปถาวร
• การวิเคราะห์ DAF: DAF ใช้เพื่อประเมินว่าโครงสร้างสามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงของแรงที่ไม่คาดคิดได้ดีเพียงใด ซึ่งมีความสำคัญในการออกแบบและตรวจสอบความมั่นคงของสะพานโครงเหล็ก |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 17 |
หากความเค้นสถิตสูงสุดในชิ้นส่วนสะพานหลังจากการแตกหักคือ 280 MPa และความเครียดแบบไดนามิกที่สอดคล้องกันคือ 392 MPa แล้ว Dynamic Amplification Factor (DAF) คืออะไร
|
1.40 |
|
DAF คำนวณจากอัตราส่วนระหว่างความเครียดไดนามิกกับความเค้นสถิต ซึ่งแสดงถึงการเพิ่มขึ้นของความเครียดที่เกิดจากแรงไดนามิกเมื่อเปรียบเทียบกับแรงสถิต การคำนวณนี้ช่วยในการประเมินว่าโครงสร้างต้องเผชิญกับแรงที่เพิ่มขึ้นเพียงใดในสถานการณ์ที่มีการกระทำของแรงไดนามิก
ในการคำนวณค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (Dynamic Amplification Factor - DAF) สามารถใช้สูตรดังนี้:
DAF = ความเครียดไดนามิก / ความเค้นสถิต
โดยแทนค่าดังนี้:
• ความเครียดไดนามิก = 392 MPa
• ความเค้นสถิต = 280 MPa
แทนค่าลงในสูตร:
DAF = 392 MPa / 280 MPa
คำนวณได้:
DAF = 1.4
ดังนั้น Dynamic Amplification Factor (DAF) คือ 1.40 |
• DAF: ใช้ในการวิเคราะห์ผลกระทบจากแรงที่ไม่คาดคิดหรือเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วต่อโครงสร้าง เพื่อประเมินความเสี่ยงในการเกิดความล้มเหลวหรือความเสียหายต่อโครงสร้าง
• ความเครียดไดนามิกและความเค้นสถิต: ความเครียดไดนามิกคือแรงที่เกิดจากการกระทำที่เปลี่ยนแปลงเร็ว ส่วนความเค้นสถิตคือแรงที่เกิดจากน้ำหนักหรือแรงที่ไม่เปลี่ยนแปลง |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 18 |
ส่วนประกอบของสะพานมีความเค้นครากที่ 250 MPa ในระหว่างเหตุการณ์แบบไดนามิก ความเครียดสูงสุดถึง 375 MPa อัตราส่วนความเครียด (𝜎 𝑑𝑦𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐 / 𝜎 𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑) คืออะไร
|
1.5 |
|
อัตราส่วนความเครียดนี้แสดงถึงการเพิ่มขึ้นของความเครียดที่เกิดขึ้นในโครงสร้างเมื่อเทียบกับค่าความเค้นที่วัสดุสามารถรับได้สูงสุดก่อนที่จะเกิดการเสียรูปถาวร (คราก) การมีอัตราส่วนที่มากกว่า 1 บ่งบอกว่าโครงสร้างถูกแรงที่เกินขีดจำกัดของวัสดุในช่วงเหตุการณ์ไดนามิก
ในการคำนวณอัตราส่วนความเครียดระหว่างความเครียดไดนามิกและความเค้นคราก (𝜎_dynamic / 𝜎_yield) ใช้สูตรดังนี้:
อัตราส่วนความเครียด = ความเครียดไดนามิก / ความเค้นคราก
โดยแทนค่าดังนี้:
• ความเครียดไดนามิก = 375 MPa
• ความเค้นคราก = 250 MPa
แทนค่าลงในสูตร:
อัตราส่วนความเครียด = 375 MPa / 250 MPa
คำนวณได้:
อัตราส่วนความเครียด = 1.5
ดังนั้น อัตราส่วนความเครียด (𝜎_dynamic / 𝜎_yield) คือ 1.5 |
• ความเครียดไดนามิก: เป็นแรงที่เกิดขึ้นจากการกระทำที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น การชน การสั่นสะเทือน หรือแรงกระแทก
• ความเค้นคราก: เป็นค่าความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถรับได้ก่อนที่จะเกิดการเปลี่ยนรูปถาวร ซึ่งเป็นตัวชี้วัดความแข็งแรงของวัสดุในสภาวะที่ไม่มีแรงเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 19 |
หากโมดูลัสของ Young ของวัสดุขดลวดคือ 200 GPa และความเค้นที่ใช้คือ 50 MPa ความเครียดที่ขดลวดประสบจะเป็นเท่าใด?
|
0.0025 |
|
ความเครียดคือการวัดการเปลี่ยนแปลงของรูปร่างของวัสดุภายใต้ความเค้น สูตร \epsilon = \frac{\sigma}{E} ได้จากกฎของ Hooke ซึ่งบอกว่าความเครียดในวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสัมพันธ์กับความเค้นโดยตรงและแปรผันตามโมดูลัสของ Young
ในการคำนวณความเครียด (strain) ที่ขดลวดประสบเมื่อมีความเค้น (stress) และโมดูลัสของ Young (Young’s modulus) ใช้สูตรของกฎของ Hooke ดังนี้:
strain = stress / Young’s modulus
โดยแทนค่าดังนี้:
• ความเค้น (stress) = 50 MPa = 50 × 10^6 Pa
• โมดูลัสของ Young (Young’s modulus) = 200 GPa = 200 × 10^9 Pa
แทนค่าลงในสูตร:
strain = (50 × 10^6) / (200 × 10^9)
คำนวณได้:
strain = 50 / 200,000 = 0.00025
ดังนั้น ความเครียดที่ขดลวดประสบจะเป็น 0.00025 |
• กฎของ Hooke: ใช้ในการคำนวณความเครียดในวัสดุที่ยืดหยุ่นภายใต้ความเค้น โดยความเครียดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเค้นและผกผันกับโมดูลัสของ Young
• โมดูลัสของ Young: เป็นตัวบ่งชี้ความแข็งแรงของวัสดุและความสามารถในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงรูปร่างภายใต้ความเค้น |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|
| 20 |
คุณสมบัติทางกลที่ช่วยให้มั่นใจว่าขดลวดยังคงมีความยืดหยุ่นและมั่นคงในหลอดเลือดคืออะไร?
|
ความยืดหยุ่น |
|
1. ความยืดหยุ่น: ความยืดหยุ่นของวัสดุหมายถึงความสามารถของวัสดุในการคืนรูปกลับสู่สภาพเดิมหลังจากที่ถูกแรงดึงหรือแรงกด การที่ขดลวดมีความยืดหยุ่นดีจะช่วยให้มันสามารถปรับตัวและคืนรูปได้ตามการเปลี่ยนแปลงของแรงที่กระทำจากการไหลของเลือดหรือการเคลื่อนไหวของร่างกาย
2. การคงรูปในหลอดเลือด: ในการใช้งานในหลอดเลือด ขดลวดจำเป็นต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะยืดและหดตัวตามการบีบตัวและขยายตัวของหลอดเลือด โดยไม่เสียรูปหรือเกิดการเสียหาย |
• ทฤษฎีของความยืดหยุ่น: ความยืดหยุ่นคือคุณสมบัติที่วัสดุสามารถคืนรูปได้หลังจากถูกแรงกระทำ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวัสดุที่ต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงของแรง เช่น ในหลอดเลือดที่มีการเปลี่ยนแปลงความดันและการไหลของเลือด
• การประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์: ในการออกแบบอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ต้องใช้ในร่างกาย เช่น ขดลวดในหลอดเลือด การเลือกวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูงช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานจะเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย
ความยืดหยุ่นจึงเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่ทำให้ขดลวดสามารถใช้งานได้ดีและคงทนในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและหลากหลายภายในร่างกาย |
7 |
-.50
-.25
+.25
เต็ม
0
-35%
+30%
+35%
|