litceysel.ru
добавить свой файл
1





МИНОБРНАУКИ РОССИИ


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики
(технический университет)»


МИРЭА






УТВЕРЖДАЮ


Декан факультета Кибернетики
_________________________ М.П. Романов

«____» ______________ 20____ г.

СОГЛАСОВАНО

Учебно-методический
совета факультета кибернетики

_______________________ Т.С. Хачлаев

«____» ______________ 20___ г.



РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Б.3.Б.10. «Технические методы диагностических исследований и лечебныx воздействий»


Направление подготовки

201000 Биотехнические системы и технологии


Профиль подготовки

Биотехнические и медицинские аппараты и системы


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр


Форма обучения

Очная


Москва 2011


1. Цель освоения дисциплины

Подготовка студентов по основам технических методов диагностических исследований и лечебных воздействий, включая знания основных особенностей и количественных характеристик организма человека в норме и патологии, принципов построения лечебно-диагностической аппаратуры, номенклатуры и основных медико-технических характеристик выпускаемых и используемых в медицинских учреждениях технических средств диагностики и лечения.


Дисциплина «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий» имеет своей целью формировать у обучающихся общекультурные (ОК-10, ОК-12) и профессиональные (ПК-3, ПК-9, ПК-18, ПК-19, ПК-20, ПК-28) компетенции в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 201000 Биотехнические системы и технологии (квалификация (степень) «бакалавр»).

Цели и задачи изучения дисциплины: рассмотрении теоретических основ и закономерностей проведения медико-биологических исследований, а также методических схем и принципов их выполнения, включая изучение методов диагностики организмов (главным образом человека) и лечебно-терапевтических воздействий на них.

В результате изучения дисциплины обучающийся должен:

Знать:


  • особенности организации и проведения медицинских и биологических экспериментов;

  • основные группы методов диагностики, ориентированных на изучение различных проявлений жизнедеятельности организма;

  • методы изучения свойств биопроб;

  • основные группы методов, основанные на внешних лечебно-терапевтических воздействиях на организм;

  • методические приемы выполнения различных лечебно-диагностических процедур;

  • источники ошибок при определении доз лечебных воздействий, побочные факторы и способы учета.

Уметь:

  • подбирать технические средства для реализации выбранного метода диагностики и лечебного воздействия;

  • подбирать технические средства при необходимости проведения комплексных и функциональных исследований;

  • подбирать технические средства и их параметры при реализации выбранного метода лечебно-терапевтиченских воздействий

Владеть:

  • методами расчета медико-биологических показателей и решения вопросов по представлению исследовательской и иной информации пользователю.
  • навыками работы с современными аппаратными и программными средствами проектирования биотехнических систем; применением методов статистического компьютерного анализа медико-биологических величин;


  • расчета основных характеристик преобразователей медико-биологических величин и источников физических лечебных воздействий;

  • поиска, обработки и анализа медико-технической информации, в том числе на английском языке.


2. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы (ООП) бакалавриата

Дисциплина «Технические методы диагностических исследований и лечебныx воздействий» относится к базовой части профессионального цикла.

При основании дисциплины «Технические методы диагностических исследований и лечебныx воздействий» обучающимся необходимо:

Знать:

  • технологию работы на ПК в современных операционных средах, основные методы разработки алгоритмов и программ, структуры данных, используемые для представления типовых информационных объектов, типовые алгоритмы обработки данных;

  • функциональные характеристики сложных систем;

  • методы измерений различных физических величин, роль измерения в медико-биологической практике;

  • принципы преобразования медико-биологических величин в электрические сигналы и другие физические величины;

Уметь:

  • использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения практических задач;

  • грамотно действовать в аварийных и чрезвычайных ситуациях, оказывать первую помощь пострадавшим;

Владеть:

  • принципами построения измерительных приборов и систем с микропроцессорным управлением;

  • типовыми пакетами прикладных программ, применяемых для проектирования аппаратов приборов и систем медицинского назначения;

Для освоения дисциплины «Технические методы диагностических исследований и лечебныx воздействий» требуются знания и умения, приобретенные обучающимся в результате освоения ряда предшествующих дисциплин (разделов дисциплин), и, в первую очередь:

  • Биология человека и животных;


  • Биофизика;

  • Математическое моделирование в биологии и медицине;

  • Диагностические приборы и системы;

  • Методы медико-биологических исследований;

  • Компьютерные технологии в медико-биологических системах;

  • Методы обработки медицинских сигналов и данных.

Дисциплина «Технические методы диагностических исследований и лечебныx воздействий» необходима при подготовке выпускной квалификационной работы.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины «Технические методы диагностических исследований и лечебныx воздействий» обучающийся частично приобретает следующие общекультурные компетенции:

  • способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10):

  • использует основные законы естественнонаучных дисциплин;

  • умеет применять методы экспериментального исследования;

  • способностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12):

  • владеет основными методами получения медицинской диагностической информации

Освоение дисциплины способствует формированию у обучающихся следующих профессиональных компетенций:

  • готовность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);

  • владеет современными тенденциями развития медицинской электроники;

  • в проектно-конструкторской деятельности:

  • способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования деталей, компонентов и узлов биотехнических систем, биомедицинской и экологической техники (ПК-9):


  • умеет осуществлять сбор и анализ исходных диагностических данных для расчета и проектирования деталей медицинских электронных систем;

  • в научно-исследовательской деятельности:

  • способность осуществлять сбор и анализ медико-биологической и научно-технической информации, обобщать отечественный и зарубежный опыт в сфере биотехнических систем и технологий, проводить анализ патентной литературы (ПК-18):

  • умеет осуществлять сбор и анализ медико-биологической информации;

  • умеет обобщать опыт исследований в сфере биотехнических систем;

  • способность выполнять эксперименты и интерпретировать результаты по проверке корректности и эффективности решений (ПК-19):

  • умеет выполнять диагностические исследования и интерпретировать их результаты;

  • готовность к участию в проведении медико-биологических, экологических и научно-технических исследований с применением технических средств, информационных технологий и методов обработки результатов (ПК-20):

  • способен к участию в проведении медико-биологических исследований с использованием технических средств;

  • в монтажно-наладочной деятельности:

  • способность владеть правилами и методами монтажа, настройки и регулировки узлов биотехнических систем, в том числе связанных с включением человека-опероатора в контур управления биомедицинской и экологической электронной техники (ПК-27):

  • умеет настраивать и регулировать узлы диагностических биотехнических систем;
  • способность проводить проверку, наладку и регулировку оборудования, и настройку программных средств используемых для разработки, производства и настройки биомедицинской и экологической техники (ПК-28):


  • умеет проводить наладку, регулировку технического диагностического оборудования и программных средств;

  • в сервисно-эксплуатационной деятельности:

  • способностью владеть средствами эксплуатации медицинских баз данных, экспертных и мониторинговых систем (ПК-30):

  • умеет использовать медицинские базы данных для анализа результатов диагностических исследований;

  • способностью разрабатывать инструкции по эксплуатации используемого технического оборудования и программного обеспечения для персонала биомедицинских и экологических лабораторий (ПК-32):

  • умеет разрабатывать инструкции по применению диагностического оборудования в медицинской практике.

4. Содержание дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3,0 зачетные единицы (108 часов).

4.1. Наименование и содержание разделов дисциплины (модуля)

раздела

Наименование раздела

Содержание раздела



Система технических методов получения диагностической информации

Особенности биологических объектов исследований. Основные свойства живых систем: многоуровневость, иерархичность, репродукция, внутривидовая и временная вариабельность свойств количественных характеристик. Многообразие параметров, описывающих процессы жизнедеятельности. Классификация технических методов получения диагностической информации в медицинской практике. Основы компьютерной диагностики.

Характеристика функциональных методов исследований. Съем электрофизиологической информации. Исследования электрического импеданса органов и тканей. Электрокожная проводимость в оценке состояния организма.


Особенности измерения и регистрации электрических и биоэлектрических (электрофизиологических) параметров состояния организма. Диагностические исследования на основе электрических свойств органов и тканей. Диагностические исследования на основе биоэлектрических свойств органов и тканей. Электрокардиография (ЭКГ). Основные отведения ЭКГ, метрологические и технические требования к электрокардиографам. Биполярный (мостовой) и тетраполярный метод реоплетизмографических (РПГ) исследований кровообращения в органах и тканях. Кожная электрометрическая (электропунктурная) диагностика. Учет разнообразных причин и факторов возникновения погрешностей измерений.



Основные виды технических методов клинической визуализации. Информационная емкость изображений.

Ультразвуковые исследования. Биофизические основы УЗ-диагностики. Излучатели и приемники УЗ-волн. Режимы и методы. Рентгеновская диагностика. Общие принципы построения рентгенодиагностических систем, формирование рентгеновского изображения и основные его характеристики. Отображение и регистрация изображений. Характеристики систем отображений и регистрации. Рентгеновская компьютерная томография. Инфракрасная термография как метод диагностики в медицине.



Общая характеристика физико-химических принципов и методов медицинской лабораторной диагностики

Технические методы лабораторной диагностики. Основные виды лабораторно-диагностических исследований крови. Основные компоненты состава крови (плазма, форменные элементы). Обобщенный технологический процесс подготовки пробы крови для анализа. Ручные и автоматизированные методы подсчета и анализа форм клеток крови.




Технические методы лечебных воздействий.

Классификация аппаратных методов внешних воздействий на организм человека для профилактики и лечении заболеваний. Физические факторы и механизмы формирования ответных реакций организма на внешние воздействия полей различной физической природы. Техника безопасности при проведении аппаратной физио- и рефлексотерапии.



Методы лечебного применения электрического тока.

Методы электролечения на основе постоянных токов. Гальванизация и электрофорез. Лечебные воздействия импульсными электрическими токами. Методы электролечения на основе переменных токов различной формы. Распределение электрического терапевтического тока в тканях. Нервная система как «орган-мишень» при электростимуляции. Кривая «сила тока – длительность импульса», реобаза, хронаксия. Оптимальные параметры электротерапевтического воздействия, местные и общие реакции организма.



Методы лечебного применения высокочастотных электромагнитных полей (ЭМП).

Механизмы лечебного воздействия электрической и магнитной составляющей ЭМП на биологические структуры. Тепловое и субтермическое воздействие. УВЧ- и СВЧ-терапия. Аппараты для низкочастотной электромагнитной терапии и механизмы взаимодействия биотропного ЭМП с артериальной стенкой. Высокочастотные токи при хирургических операциях.



Методы лечебного применения магнитного поля.

Механизм воздействия магнитного поля на организм. Разновидность магнитных полей. Источники магнитного поля: твердые магниты, эластичные магниты, электромагнитные аппараты. Индукторы, контроль магнитного поля. Методики низкочастотной и высокочастотной магнитотерапии.




Лечебные воздействия излучений УФ-, оптического и ИК- диапазонов.

Основные параметры источников лазерного и некогерентного излучения. Низкоэнергетическое лазерное терапевтическое воздействие в красной и ближней ИК- областях спектра. Высокоэнергетические лазеры для хирургии, световодные системы для передачи энергии тканям-мишеням. Методы и средства контроля мощности и энергии излучения. Использование некогерентных источников излучения. Аппараты для ультрафиолетового облучения крови, УФ- и ИК- облучатели поверхности кожи. Дозиметры некогерентных излучений, эритемная и бактерицидная дозы УФ - излучения.



Перспективы и задачи в развитии технических методов диагностических исследований и лечения.


Анализ задач диагностических исследований в медицинской практике. Анализ задач терапевтического воздействия физическими факторами. Преимущества комплексных клинических исследований и комплексной терапии болезней человека.

4.2. Разделы дисциплины (модуля), виды учебной работы и формы аттестации


раздела


Семестр*

Неделя семестра

Виды учебной работы и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости
(по неделям семестра)



Форма промежуточной аттестации

(по семестрам)


Макс. Кол-во баллов

ЛК

ЛБ

ПР

СР



8

1

0,5

-

1

3

Устный опрос.

3



8

1-2

1

1

1

3

Оформление отчета и защита лабораторной работы №1.

5



8

2-3

1

1

1

3

Оформление отчета и защита лабораторной работы №2.

5



8

3-4

1

1

1

4

Оформление отчета по лабораторной работе №3.

5



8

4

0,5

-

1

4

Защита по лабораторной работе №3.

5



8

5

1

2,5

1

4

Оформление отчета и защита лабораторной работы №4.

5



8

6

0,5

-

1

4

Устный опрос.

3



8

6

0,5

-

-

4

Устный опрос.

3



8

7

1

-

1

4

Устный опрос.

3



8

8


0,5

2,5

1

4

Оформление отчета и защита лабораторных работ №5 и №6.

10



8

8-9

1

-

-

4

Устный опрос.

3



8

9

0,5

1

-

4

Оформление отчета и защита лабораторных работ №7 и №8.

10

1-12

8

9













Экзамен.

40

Всего

9

9

9

45




100


4.3. Лабораторные работы

п/п


раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудоемкость
(в часах)




2

Основы медицинской диагностики с помощью компьютера.

1



3

Изучение технических методов кожной электрометрической диагностики.

1



4

Исследование электрокожной проводимости для оценки функционального состояния организма.

1



6

Изучение основ метода электрокардиографии и работы электрокардиографа.

1,5



10

Исследование характеристик низкочастотных импульсных токов, применяемых в физиотерапии.

1,5



10

Изучение технических методов лечебного воздействия на биологически активные точки и зоны.

1



12

Изучение метода электростимуляции с биотехнической обратной связью и стимуляторов многоцелевого медицинского назначения.

1




12

Изучение метода магнито-инфракрасно-лазерной терапии на базе аппаратов семейства «Рикта».

1

Всего:

9


4.4. Практические занятия


п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий

Трудоемкость
(в часах)



1

Характеристики медицинской диагностика с помощью компьютера

1



2

Изучение механизма формирования ЭКГ человека (по теории Эйнтховена).

1



2

Изучение характеристик методов электрометрической кожной диагностики.

1,5



2

Характеристика электропунктурной диагностики в оценке функционального состояния организма человека

1



5

Характеристики пассивных электрических свойств тканей организма

1




6

Характеристики низкочастотных импульсных токов, применяемых в физиотерапии

1,5



7

Характеристики затухающих электромагнитных колебаний и портативных стимуляторов многоцелевого медицинского назначения

1



9

Характеристики сочетанных методов физиотерапии и лазерной терапевтической аппаратуры на базе полупроводниковых лазеров семейства «Рикта»

1

Всего:

9



5. Образовательные технологии

Аудиторные занятия проводятся в виде:

  • лекций, на которых рассматриваются преимущественно теоретические основы дисциплины, в ряде случаев с демонстрацией слайдов (презентаций) и натурных образцов изучаемых устройств;

  • лабораторных работ, на которых обучающиеся самостоятельно проводят экспериментальные исследования изучаемых устройств или их моделей;

  • практических занятий, на которых рассматриваются и решаются преимущественно прикладные задачи дисциплины; часть занятий проводится в интерактивной форме, предполагающей коллективное или индивидуальное решение поставленной задачи с последующим обсуждением результатов ее решения.

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет не менее 15% аудиторных занятий.

Самостоятельная работа обучающихся организуется в соответствии с п.6.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы обучающихся. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины


Виды самостоятельной работы обучающегося, порядок и сроки ее выполнения:


  • подготовка к лекциям, лабораторным работам и практическим занятиям с использованием конспекта лекций, материалов практических занятий и приведенных ниже (п.7) источников; в течение 8-го семестра;

  • оформление отчетов по выполненным лабораторным работам и теоретическая подготовка к их сдаче; в течение 8-го семестра в соответствии с расписанием занятий.

Перечень вопросов для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации – в соответствии с тематикой разделов дисциплины.

Список вопросов для проведения текущего контроля и устного опроса обучающихся.

  1. Характеристика биосистем как объектов исследования.

  2. Технические и методические сложности при организации медико-биологических исследованиях.

  3. Структурная организация биосистем и особенности их функционирования.

  4. Классификации методов исследования в медицине и биологии.

  5. «Пассивные» и «активные» физиологические методы.

  6. Общая характеристика и классификация аналитических методов исследования.

  7. Устройство и описание структурной схемы канала измерения медико-биологических показателей.

  8. Технологическая схема проведения исследования.

  9. Классификация и краткая характеристика ошибок возникающих при проведении медико-биологических исследований.

  10. Методические погрешности медико-биологических исследований.

  11. Механические проявления функционирования систем организма человека и их основные характеристики.

  12. Сущность и методика фонокардиографии.

  13. Теоретические основы методов импедансометрии.

  14. Реография (описание метода, техника регистрации, анализ реограмм).
  15. Характеристика методов исследования использующих измерение электропроводности кожи.


  16. Методы регистрации биоэлектрических потенциалов.

  17. Кардиография (системы отведений, помехи при снятии ЭКГ).

  18. Биофизические основы кардиографии.

  19. Электроэнцефалография (принципы наложения электродов, биполяные, монополярные отведения).

  20. Методы обработки и анализ ЭЭГ.

  21. Параметры ЭЭГ. Ритмы мозга. Метод вызванных потенциалов ЦНС.

  22. Электромиография (виды ЭМГ, виды отведений, типы электродов).

  23. Стимуляционная миография (оценка возбудимости и проводимости нервно-мышечных структур).

  24. Рентгенографические методы исследования.

  25. Электрохимические методы анализа жидких сред (электрофорез, полярография).

  26. ЯМР-томография.

  27. Особенности использования ультразвуковых колебаний в биологической интроскопии.

  28. Основные фотометрические методы исследования, нашедшие применение в медицине и в биологии.

  29. Методы воздействия постоянным током на организм (гальванизация, электрофорез).

  30. Методы лечебного применения переменного электрического тока, электрического поля, магнитного поля и электромагнитных излучений.


7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

а) основная литература

  1. Илясов JI.B. Биомедицинская измерительная техника: Учеб. пособие для вузов - М.: Высш. шк., 2007. - 342 с.: ил.

  2. Попечителев Е.П. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника: Учебное пособие /Е.П. Попечителев, Н.А. Кореневский; под ред. Е.П. Попечителева. - М: Высшая школа, 2002 г. - 470 с.: ил.

  3. Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для вузов (4-е изд. перераб. и доп.). – М.: Дрофа, 2003. – 560 с.: ил.

б) дополнительная литература
  1. Биопотенциалы мозга человека: Мат. Анализ / В.С. Русинов. — М.: Медицина, 1987. — 256 с.: ил.


  2. Власов В.В. Эффективность диагностических исследований / В.В. Власов. — М.: Медицина, 1988. — 254 с.: табл., граф.

  3. Кулаичев А.П. Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов / А.П. Кулаичев. — М.: Информатика и компьютеры, 1999. — 330 с.: ил.

  4. Медицинские приборы. Разработка и применение. - М.: Медицинская книга, 2004 г. - 720 с.: ил.

  5. Статистическая обработка результатов медико-биологических исследований на микрокалькуляторах по программам / Ю.И. Иванов, О.Н. Погорелюк. — М.: Медицина, 1990. — 217 с.: граф.

  6. Техничесикие средства медицинской интроскопии / Н.Н. Блинов, Р.Е. Быков, Э.Б. Козловский, и др.; Б.И. Леонов. — М.: Медицина, 1989. — 303 с.: ил., табл.

в) пособия и методические указания

  1. Карп В.П. Методы и средства контроля и диагностики сложноорганизованных объектов: Учеб. пособие / В.П. Карп. — М.: МИРЭА, 2008. — 195 с.: ил.

  2. Лебедев В.В. Построение электрокардиографов: Учеб. пособие / В.В. Лебедев. — М.: МИРЭА, 2004. — 80 с.: ил.

  3. Мейзеров Е.Е., Седов А.С. Системы электростимуляции в диагностических исследованиях и лечении: Учебное пособие / Е.Е.Мейзеров. - М.: МИРЭА, 2007.- 92 с.: ил.

  4. Мейзеров Е.Е., Фадеев А.А., Готовский М.Ю. Электрокожная проводимость в оценке функционального состояния организма: Методические указания по выполнению лабораторных работ / Е.Е.Мейзеров. - М.: МИРЭА, 2010.- 24 с.

г) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

  • при проведении лабораторных работ и практических занятий используется стандартное программное обеспечение МАТЛАБ, ДИЗАЙНЛАБ, МАТКАД и другое офисное и вычислительное ПО;
  • электронные информационные ресурсы доступны каждому студенту в электронном пространстве университета через адреса http://www.mirea.ru/study/, http://www.library.mirea.ru/;


  • электронные библиотеки: http://www.iprbookshop.ru, http://elibrary.ru/defaultx.asp.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 201000 «Биотехнические системы и технологии» и профилю подготовки «Биотехнические и медицинские аппараты и системы».

Автор (ы) Е.Е. Мейзеров


Программа одобрена на заседании кафедры № 540-БМЭ

(протокол № ___ от «___» _______ 20__ г.)

Заведующий кафедрой БМЭ Н.А.Бабушкина