Біофізичні основи інструментальних методів медичної діагностики
Спеціальність: Біотехнічні та медичні апарати і системи (Інтернет речей)
Код дисципліни: 7.163.03.O.001
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Електронні засоби інформаційно-комп'ютерних технологій
Лектор: д.т.н., проф. Сторчун Євген Володимирович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
1.Інтегральна компетентність
Здатність розв’язувати складні задачі та проблеми у біомедичній інженерії або у процесі навчання, що передбачає застосування загально технічних теорій та методів з урахуванням біологічних особливостей об’єкта, проведення досліджень та/або здійснення інновацій за невизначених умов і вимог.
2. Загальні компетентності:
ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
ЗК2. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК3. Вміння виявляти, ставити та розв'язувати проблеми.
ЗК7. Здатність вчитися і опановувати сучасні знання.
ЗК8. Здатність виявляти наукову сутність проблем у професійній сфері, знаходити адекватні шляхи щодо їх розв’язання.
ЗК9. Здатність генерувати нові ідеї й нестандартні підходи до їх реалізації (креативність).
ЗК13. Здатність аналізувати, верифікувати, оцінювати повноту інформації в ході професійної діяльності, при необхідності доповнювати й синтезувати відсутню інформацію й працювати в умовах невизначеності.
3. Фахові компетентності:
ФК1. Здатність розв'язувати комплексні проблеми біомедичної інженерії із застосовуванням методів математики, природничих та інженерних наук.
сучасних математичних методів та інформаційних технологій.
ФК3. Здатність аналізувати складні медико-інженерні та біоінженерні проблеми та здійснювати їх формалізацію для знаходження кількісних рішень із застосуванням сучасних математичних методів та інформаційних технологій.
ФК4. Здатність створювати і вдосконалювати засоби біомедичної інженерії для дослідження і розробки біоінженерних об’єктів та систем медико-технічного призначення.
ФК7. Здатність ефективно використовувати складне медичне обладнання, в тому числі променевої медичної техніки.
ФК8. Здатність забезпечувати технічний контроль радіологічних і електромагнітних впливів та радіаційної безпеки медичних процедур.
ФК9. Здатність використовувати методи тестування медичних приладів і систем, розрахунків основних вузлів електронних і мікропроцесорних систем медичного призначення.
ФК10. Здатність виконувати інженерне обслуговування медичних приладів і систем, до складу яких входять цифрові мікропроцесорні системи.
ФК11. Здатність проводити ручне і автоматизоване тестування програм біомедичного призначення.
ФК12. Здатність розробляти алгоритми та методи калібрування, вимірювань і обробки їх результатів для практичного використання в біомедичних системах.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
РН1. Вдосконалювати та застосовувати медико-технічні та біоінженерні вироби, прилади, апарати і системи діагностичного призначення з дотриманням технічних вимог.
РН2. Аналізувати і вирішувати складні медико-інженерні та біоінженерні проблеми із застосуванням математичних методів та інформаційних технологій.
РН7. Виявляти проблеми та оцінювати перспективи (прогнозувати) розвитку біомедичної інженерії.
РН9. Отримувати, обробляти та інтерпретувати біосигнали для дослідження біологічних об’єктів, вдосконалення діагностичних методів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
СК7. Вища математика.
СК10. Фізика.
СК18. Анатомія і фізіологія людини.
СК36.Методи обробки біомедичної інформації.
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
СК2.7. Технологія інтернет речей в біомедичній інженерії.
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна передбачає вивчення: методології електрокардіографії і електроміографії, вимірювання тиску крові та визначення його показників; біофізичних основ імпедансної плетизмографії; методів діагностики зовнішнього дихання людини; методики оксигемометрії; вимог до моніторів акушерського призначення; закономірностей формування УЗ-полів у біологічному середовищі неперервного та імпульсного випромінювання; основ рентгенівської діагностики, рентгенівської томографії та реконструктивної обчислювальної томографії; фізичних основ ЯМР-томографії; елементів лабораторно-діагностичної апаратури; вимог електробезпеки до медичних електричних виробів.
Опис: 1. Методи діагностики за електромагнітними сигналами організму людини
1.1.Вступ. Формування потенціалів спокою та дії збуджуваних клітин організму людини. Формула Нерста.
1.2. Методологія електрокардіографії та електроміографії. вимоги до апаратури.
2. Методи діагностики за біомеханічними сигналами організму людини
2.1.Методологія методів вимірювання та визначення показників артеріального тиску крові.
2.2.Біомеханіка пологів та дихання. Вимоги до апаратури..
3. Біотермометрія
3.1. Модель терморегуляції організму людини. Термометрія.
4. Методи діагностики на основі модульованих сигналів
4.1. Біофізичні основи та вимоги до апаратури електроплетизмографії.
4.2.Біофізичні основи та вимоги до апаратури оксигемометрії.
5. Елементи ультразвукової діагностики
5.1. Методи УЗ - діагностики
5.2. Ультразвукова еластометрія
6. Методи електромагнітної інтроскопії
6.1. Оптична томографія
6.2. Традиційна рентгенівська діагностика та основи РТ-томографії.
6.3. Основи МР- томографії
7. Елементи електричної безпеки медичної апаратури
Методи та критерії оцінювання: Усні і письмові опитування в процесі виконання і захисту практичних та лабораторних робіт, екзаменаційний контроль.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль:
- виконання практичних завдань – 10 балів;
- виконання лабораторних робіт - 10 балів;
- виконання РГР – 10 балів.
Екзаменаційний контроль:
- письмова компонента - 60 балів;
- усна компонента - 10 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Сторчун Є.В., Матвійчук Я.М. Біофізичні та математичні основи інструментальних методів медичної діагностики:Навчальний посібник. Львів: Видавництво «Растр-7».-2009.
2. Абакумов В.Г. і ін. Біомедичні сигнали\ Навчальний посібник.-К., Нора - Прінт.-2001.
3. Гусев В.Г. Получение информации о параметрах и характеристиках организма и физические методы воздействия на него.-М.:Машиностроение.-2004.
4. Яненко О.П. Електронна апаратура лікувально – діагностичних технологій\ Навчальний посібник.Донецьк, ІПШІ «Наука і освіта».-2011.
5. ДСТУ 3798-98. Вироби медичні електричні. Ч1. Загальні вимоги безпеки.
6. Введение в современную томографию\Под ред. Тернового К.С.-К., Наукова думка.-1983.
7. Ринкк П.А. Магнитный резонанс в медицине. Основной учебник Европейского форума по магнитному резонансу.- М., Издательский дом «ГЭОТАР - МЕД».-2003.
8. Медицинские приборы. Разработка и применение/под ред. Дж.Г.Вебстера.- К.: Медторг.-2004.
9. Олейник В.П., Кулиш С.Н. Аппаратные методы исследования в биологии и медицине:Учебное пособие.-Харьков, «ХАИ».-2004.
10. Бердников А.В., Семко М.В., Широкова Ю.А. Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы. Часть I. Технические методы и аппараты для экспресс-диагностики: Учебное пособие / Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та.- 2004.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).