2014-02-13
1330
7. «Электротехника и электроника (часть 1)»
Цели и задачи дисциплины: обеспечение студентов базовыми знаниями современной теории электрических цепей и электромагнитного поля.
Основные дидактические единицы (разделы): Основные понятия и законы теоретической электротехники. Расчет переходных процессов во временной области. Расчет установившегося синусоидального режима и частотных характеристик трехфазных, индуктивно-связанных цепей. Операторный и спектральный методы расчета.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: фундаментальные законы, понятия и положения основ теории электрических цепей и электромагнитного поля, важнейшие свойства и характеристики цепей и поля, основы расчета переходных процессов, частотных характеристик, периодических режимов, спектров, индуктивно-связанных и трехфазных цепей, методы численного анализа.
Уметь: рассчитывать линейные пассивные, активные цепи различными методами и определять основные характеристики процессов при стандартных и произвольных воздействиях.
|
|
|
Владеть: методами анализа цепей постоянных и переменных токов во временной и частотной областях.
8. “Метрология, стандартизация и технические измерения”
Цели и задачи дисциплины: обучение студентов основам метрологического обеспечения современной науки и техники и основным понятиям в области стандартизации. Основной задачей дисциплины является обучение студентов современным средствам и методам технических измерений.
Основные дидактические единицы (разделы): Основные понятия и определения современной метрологии. Погрешности измерений. Обработка результатов измерений. Средства измерений. Меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные информационные системы. Методы измерений физических величин. Измерение электрических, магнитных и неэлектрических величин. Цели и задачи стандартизации.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основы метрологии, основные методы и средства измерения физических величин, правовые основы и системы стандартизации.
Уметь: грамотно выполнять простой метрологический эксперимент, выбирать способы и средства измерений.
Владеть: методами обработки и оценки погрешности результатов измерений.
9. «Электротехника и электроника (часть 2)»
Цели и задачи дисциплины: Изучение принципов работы основных электронных устройств, методов расчета и проектирования устройств формирования, обработки и передачи аналоговых и цифровых сигналов. Формирование навыков экспериментальных исследований электрических характеристик аналоговых и цифровых устройств формирования, обработки и передачи сигналов, проведения расчетов принципиальных электрических схем электронных устройств.
|
|
|
Основные дидактические единицы (разделы):
Классификация электронных устройств. Усилители сигналов. Шумовые свойства усилителей. Операционные усилители. Активные фильтры. Генераторы гармонических сигналов. Генераторы линейно-изменяющихся сигналов. Формирователи импульсных сигналов. Устройства выборки хранения сигналов. Пиковые детекторы. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Источники питания и стабилизаторы напряжения. Цифровые устройства формирования и обработки сигналов.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: принципы работы различных аналоговых и цифровых устройств – усилителей сигналов, активных фильтров, генераторов гармонических и импульсных сигналов, устройств математической обработки и преобразования сигналов.
Уметь: разрабатывать функциональные узлы в зависимости от формы представления информации и целевого назначения; выполнять расчет блоков и анализ их работы, формировать алгоритмы функционирования; разрабатывать программы цифровой обработки.
Владеть: навыками расчета и проектирования аналоговых и цифровых устройств формирования, обработки и передачи сигналов и исследования их электрических характеристик.
10. «Биофизические основы живых систем»
Цели и задачи дисциплины: изучение организма как многоуровневой системы; ознакомление студентов с принципиальными закономерностями функционирования биологических систем, их авторегуляции и роли гормональной и нервной регулирующих систем; получение сведений об общепатологических процессах.
Основные дидактические единицы (разделы):
Организм как живая биологическая система. Доклеточные морфофункциональные уровни. Учение о клетке. Эмбриогенез. Учение о тканях. Лимфа и кровь. Иммунная система. Этиопатогенез заболеваний. Воспаление. Опухолевый рост. Опорно-двигательный аппарат. Сердечно – сосудистая система. Дыхательная система. Пищеварительная система. Мочеполовая система. Гормональная система. Центральная нервная система. Мозг и высшая нервная деятельность.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: особенности живых структур, оптимально-системный характер их строения, функционирования и энергопотребления; основы анатомии и физиологии органов и их систем в организме человека.
Уметь: работать с неадаптированной медико-биологической литературой, понимая биологическую, анатомо-физиологическую и клиническую терминологию; применять полученные знания для рациональной эксплуатации и усовершенствования биомедицинских приборов и систем.
Владеть: сведениями о патогенетических и основных клинических признаках наиболее распространенных заболеваний; сведениями о роли инструментальных исследований в клинике и эксперименте.
11. «Системный анализ»
Цели и задачи дисциплины: рассмотрение теоретических основ и закономерностей построения и функционирования сложных систем различного типа, методологических принципов их анализа и синтеза, которые позволяют привить студентам навыки «системного мышления» как методологии, которая должна быть положена в основу практической деятельности по изучению, диагностике и лечению живых объектов, а также по проектированию, производству и эксплуатации биомедицинской техники.
Основные дидактические единицы (разделы):
Методология системного анализа. Системные аспекты управления. Примеры использования системного анализа при исследовании реальных систем. Методы исследования живых систем. Человек как элемент системы, ответственный за принятие решений. Система и среда.
|
|
|
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: понятия и определения системного анализа; основные этапы системного анализа, способы классификации и описания систем; обобщенную структуру и общие свойства систем; принципы адаптации и самоорганизации; место и роль информации и измерений в системном анализе и проектировании.
Уметь: иллюстрировать системные принципы на примерах функциональных систем организма; формировать системные модели биологических и технических объектов; разрабатывать методики системного анализа конкретных объектов.
Владеть: практическими навыками по системному изучению биологических систем.
12. «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий»
Цели и задачи 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.
Основные дидактические единицы (разделы):
Исследование механических проявлений жизнедеятельности. Исследование электрических свойств органов и биологических тканей. Исследование биоэлектрических потенциалов. Методы регистрации магнитных полей, излучаемых биообъектом. Фотометрические методы исследования. Исследование процессов теплопродукции и теплообмена. Методы биологической интроскопии. Индикаторные методы измерения параметров кровообращения. Функциональные методы исследования. Физико-механические методы исследования и пробоподготовки. Физико-химические методы исследования и пробоподготовки. Атомно-физические методы исследования. Физические способы воздействия на организм. Механические воздействия на организм. Электромагнитные воздействия на организм. Воздействия на организм оптическим излучением. Информационные способы управления состоянием организма.
В результате изучения дисциплины студент 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 их 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-терапевтических воздействий.
Владеть: методами расчета медико-биологических показателей и решения вопросов по представлению исследовательской и иной информации пользователю.
13. «Конструкционные и биоматериалы»
Цели и задачи дисциплины: изучение биомеханических проблем создания и использования заменителей различных биологических тканей и биосистем.
Основные дидактические единицы (разделы):
Полимерные материалы для эндопротезирования. Строение полимерных материалов и их классификация. Требования к полимерам медицинского назначения. Механические свойства полимеров. Термомеханические кривые и физические состояния полимеров. Зависимости напряжение-деформация для полимеров. Механические характеристики полимеров медицинского назначения. Усталостные свойства полимеров. Композитные материалы. Строение композитов, классификация. Механические свойства композитов. Применение полимеров и композитов медицинского назначения. Применение полимеров и композитов в сердечно-сосудистой хирургии, искусственные сосуды, искусственные клапаны сердца, в эндопротезах суставов и связок. Механические свойства, износостойкость. Полимеры в офтальмологии при интраокулярной коррекции зрения. Расчетные схемы искусственного хрусталика. Материалы с эффектом памяти формы, их свойства и области применения. Перспективные материалы для эндопротезирования.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: методы определения механических и теплофизических характеристик твердых и мягких тканей и их заменителей; основы химии биосовместимости материалов, основные типы биоматериалов; особенности физико-химических свойств биоматериалов.
Уметь: анализировать взаимосвязь технологических условий получения, химического состава, строения и свойств материалов медицинского назначения.
Владеть: методами диагностики и выбора материалов медицинского назначения по совокупности данных об их составе, строении и свойствах и в соответствие с критериями их биомедицинского применения.
14. «Узлы и элементы биотехнических систем»
Цели и задачи дисциплины: изучение принципов выбора и разработки основных элементов и электронных устройств медицинской техники, методов расчета и проектирования устройств формирования, математической обработки и передачи аналоговых и цифровых сигналов; формирование навыков экспериментальных исследований электрических характеристик аналоговых и цифровых устройств формирования, обработки и передачи сигналов, проведения расчетов принципиальных электрических схем электронных устройств.
Основные дидактические единицы (разделы):
Усилители биопотенциалов. Гальваническая развязка в уси-
лителях биопотенциалов. Узлы математической обработки биологических сигналов. Источники питания для электронной медицинской техники. Согласование электронной медицинской техники с ЭВМ. Разработка высокоточных измерительных усилителей.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные требования к узлам медицинской электронной техники, методы их расчета с использованием современной элементной базы.
Уметь: использовать полученные знания при организации медицинского эксперимента с применением технических средств; эффективно организовать обработку и представление экспериментальных данных.
Владеть: методами выполнения расчета блоков медицинских приборов и анализа их работы.
15. «Автоматизация обработки биомедицинской информации»
Цели и задачи дисциплины: выработка системы взглядов на правильное использование существующих математических методов и алгоритмов анализа экспериментальной информации различной физической природы в медико-биологической практике.
Основные дидактические единицы (разделы):
Получение и представление медико-биологических данных. Анализ биомедицинской информации как задача выделения однородных групп данных. Статистические методы классификации многомерных наблюдений. Методы построения разделяющих функций в задачах классификации медицинских данных. Методы исследования взаимозависимости многомерных данных и снижения размерности пространства описаний. Принятие решения и вопросы выбора альтернатив при анализе информации. Структурно-графический анализ медико-биологической информации. Типы медицинских изображений, способы их обработки. Принципы построения вычислительных систем анализа медико-биологической информации.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: способы представления экспериментальной информации; математические модели, лежащие в основе различных способов обработки и анализа информации; методы и алгоритмы оценки информативности параметров (признаков), описывающих изучаемые процессы, явления и объекты; методы и алгоритмы упорядочения информации в зависимости от выбранных критериев и целей исследования.
Уметь: проводить оценку статистических свойств таблиц экспериментальных данных; формировать совокупности алфавитов, описывающих изучаемые явления; правильно и обоснованно выбирать методы описания исходных данных, а также методы и алгоритмы их анализа, адекватные целям исследования.
Владеть: практическими навыками автоматизации обработки и анализа медико-биологических данных.
16. «Биотехнические системы медицинского назначения»
Цели и задачи дисциплины: изучение основных типов медицинских приборов, аппаратов и систем, использующих в том или ином виде электрическую энергию, а также получение основных сведений о методиках проведения соответствующих диагностических исследований и терапевтических процедур.
Основные дидактические единицы (разделы):
Техническое обеспечение лечебно-диагностического процесса. Диагностические приборы и системы. Терапевтические аппараты и системы. Хирургическая техника. Технические средства реабилитации и восстановления утраченных функций. Технические средства для физкультурно-оздоровительных комплексов. Организация медицинского лабораторного исследования. Приборы и комплексы для лабораторного анализа. Анализаторы биопроб.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: назначение, состав и принципы работы основных видов медицинских приборов, аппаратов, систем и комплексов, их основные технические характеристики; особенности эксплуатации и современный уровень оснащенности аппаратурой лечебно-профилактических учреждений; особенности отображения информации о состоянии организма и параметрах воздействий; нормы по безопасности и электробезопасности при проведении лечебных мероприятий.
Уметь: формулировать исходные данные для выбора медицинских приборов, систем и аппаратов с учетом физиологических характеристик объектов исследования или воздействия.
Владеть: навыками использования стандартов и других нормативных и справочных материалов.
17. «Управление в биотехнических системах»
Цели и задачи дисциплины: ознакомление студентов с теорией и методами автоматического и автоматизированного управления, применяемыми при создании биотехнических систем различного назначения и автоматизированных систем управления здравоохранением.
Основные дидактические единицы (разделы):
Основные понятия теории автоматического управления. Анализ линейных систем автоматического управления. Оптимальные системы управления. Нестационарные системы управления и их математические модели. Дискретные и цифровые системы управления. Системы управления при случайных воздействиях. Математическое описание и анализ процессов управления в организме. Управление в биотехнических системах: описание биологического звена. Автоматизация процессов управления в здравоохранении. Оптимизация управляющих решений в АСУ методами линейного программирования. Оптимизация управляющих решений в АСУ методом динамического программирования и теории игр.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: задачи управляемого медико-биологического эксперимента, решаемые с применением современных технических средств; принципы, технические средства и методы организации медико-биологического эксперимента; способы организации сбора, обработки медико-биологической информации, контроля и управления экспериментом; техническое и программное обеспечение систем автоматизации биомедицинских исследований в физиологическом, биофизическом и нейрофизиологическом эксперименте.
Уметь: использовать полученные знания при организации медицинского эксперимента с применением технических средств; эффективно организовать обработку и представление экспериментальных данных.
Владеть: навыками использования типовых устройств и программ автоматизации исследований в управляемом медицинском и биологическом эксперименте.
18. «Компьютерные технологии в медико-биологической практике»
Цели и задачи дисциплины: Изучение современных компьютерных технологий и возможностей их использования для автоматизации исследований в области медицины и биологии. Формирование навыка решения задач, связанных с медико-биологическими исследованиями, пользуясь средствами и возможностями компьютерной техники.
Основные дидактические единицы (разделы):
Персональные компьютеры. Аппаратно-программные средства сопряжения ПК с внешними устройствами. Технологии разработки программных средств. Базы данных и электронные таблицы. Экспертные системы. Программные средства создания и редактирования документов. Интегрированные программные системы для моделирования и обработки экспериментальных данных. Компьютерные технологии обработки изображений и машинной графики. Компьютерные сети. Глобальная компьютерная сеть Интернет.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные компьютерные технологии, применяемые в экспериментальных биомедицинских исследованиях; аппаратные и программные средства, необходимые исследователю для сбора, хранения, поиска, обработки и анализа биомедицинской информации; компьютерные технологии подготовки отчетных материалов и средства электронных коммуникаций.
Уметь: применять полученные знания в исследовательских работах, связанных с проведением биомедицинских экспериментов, созданием информационного и программно-алгоритмического обеспечения автоматизированных компьютерных систем и комплексов биомедицинского назначения; пользоваться научной литературой для самостоятельного решения научно-исследовательских и прикладных задач в данной области знаний.
Владеть: представлениями о современных тенденциях развития компьютерных технологий и перспективах их использования в биомедицинских исследованиях и медицинской практике.
19. «Планирование биотехнического эксперимента»
Цели и задачи дисциплины: подготовка студентов области исследования сложных систем и процессов на основе методологии математического планирования эксперимента (МПЭ) на примерах биологических систем человека, животных, биологических проб природной среды и биотехнических систем.
Основные дидактические единицы (разделы):
Методология математического планирования эксперимента: основные задачи, понятия, этапы реализации. Линейные планы многофакторного эксперимента (планы 1-го порядка). Обработка результатов многофакторного эксперимента. Композиционные планы 2-го порядка. Планирование эксперимента в симплексной системе координат. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Принятие решений по результатам спланированного эксперимента.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: цель, основные задачи и области применения методологии математического планирования эксперимента; методы оптимального планирования многофакторного эксперимента; методы синтеза и исследования полиномиальных моделей реакции объекта на комбинированное воздействие факторов; методы принятия решений по результатам моделирования; методы переноса результатов моделирования на основе полиномов с животных на человека.
Уметь: адекватно ставить задачи исследования сложных систем с помощью методологии математического планирования эксперимента; оптимально выбирать тип плана эксперимента и порядок полиномиальной модели; рассчитывать параметры и основные характеристики полиноминальной модели.
Владеть: навыками выбора адекватных методов анализа и отображения результатов моделирования; методами принятия адекватных решений по результатам исследования полиномиальных моделей.
20. «Средства съема диагностической информации и подведения лечебных воздействий»
Цели и задачи дисциплины: изучение основных физических принципов и теоретических основ разработки медицинских преобразователей (Пр) и электродов (Эл), предназначенных для съёма биомедицинской информации и для подведения лечебных воздействий; изучение общих вопросов метрологии, согласования ИП и Эл с измерительной цепью, борьбы с шумами и помехами при построении интерфейса биообъект - Пр (Эл) – измерительная цепь.
Основные дидактические единицы (разделы):
Электроды для съема биоэлектрических потенциалов. Электроды для электрокардиостимуляторов и кардиомониторов. Электромиографические электроды и микроэлектроды для электрофизиологических исследований. Электроды для терапевтических целей. Измерительные преобразователи (ИП) температуры. Пьезоэлектрические преобразователи. Основные функции и характеристики ультразвуковых преобразователей. Ультразвуковой преобразователь скорости кровотока. Оптоволоконные преобразователи. Фотометрические преобразователи. Биомагнитные преобразователи. Акустические ИП. ИП параметров внешнего дыхания. ИП радиоактивного излучения. Биосенсоры. Метрологические характеристики. Сопряжение преобразователей с измерительными схемами.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные физические принципы, лежащие в основе работы преобразователей и электродов; основные виды, конструкции и характеристики электродов, измерительных преобразователей, зондов, индукторов, излучателей, детекторов радиоактивного излучения и других устройств, применяемых в медицинской практике; медико-технические требования, предъявляемые к преобразователям и электродам; основные проблемы, возникающие при согласовании преобразователей и электродов с электронными устройствами усиления, возбуждения и обработки сигналов; основные метрологические характеристики и образцовые средства для испытания и поверки преобразователей и электродов.
Уметь: в соответствии с методами и задачами проведения медико-биологических исследований, получения диагностической информации, а также подведения лечебных воздействий выбирать оптимальные по метрологическим, конструктивным и электрическим параметрам типы и варианты преобразователей и электродов.
Владеть: навыками расчета основных характеристик измерительных преобразователей.
21. «Микропроцессорные системы»
Цели и задачи дисциплины: Изучение архитектуры и принципов работы микропроцессорных устройств, методов расчета и проектирования устройств формирования, обработки и передачи цифровых сигналов. Формирование навыков построения, экспериментального исследования функциональных возможностей, оценки характеристик микропроцессорных устройств формирования, обработки и передачи сигналов, проведения расчетов принципиальных схем электрических цифровых устройств.
Основные дидактические единицы (разделы):
Классификация цифровых устройств. Базовые элементы и узлы микропроцессорных устройств. Архитектура и принцип работы микропроцессорного устройства. Программируемые элементы и узлы микропроцессорных устройств. Однокристальные ЭВМ. Примеры построения устройств формирования, обработки и передачи биомедицинской информации на основе микропроцессорных устройств и микроконтроллеров. Применение микропроцессорной техники и однокристальных ЭВМ в медицинской технике.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: принципы работы элементов и устройств микропроцессорной техники – центрального процессорного устройства, однокристальной ЭВМ, контроллеров параллельного и последовательного портов, прямого доступа к памяти, интегральных таймеров, устройств формирования, ввода, обработки и передачи сигналов.
Уметь: рассчитывать и проектировать элементы электронных устройств формирования, обработки и передачи сигналов с использованием различных элементов электронной техники.
Владеть: навыками расчета и проектирования
22. «Основы конструирования приборов и изделий медицинского назначения»
Цели и задачи дисциплины: изучение принципов конструирования высоконадежных технических систем и промышленных изделий медицинского назначения.
Основные дидактические единицы (разделы):
Понятия конструкции, надежности и дизайна аппаратуры. Основные требования к конструкции медицинской техники. Защита электронной аппаратуры от внешних воздействий. Конструирование печатных плат. Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры. Форма и содержание электронной техники.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные принципы конструирования и художественного проектирования медицинской техники; направления развития конструирования, дизайна и эргономики медицинской техники.
Уметь: оценивать надежность проектируемой медицинской техники, выбирать геометрический вид формы с учетом функциональных, эргономических и эстетических свойств аппаратуры.
Владеть: представлениями о направлениях развития конструирования, дизайна и эргономики медицинской техники.
23. «Организация научных исследований»
Цели и задачи дисциплины: знакомство с принципами организации научных исследований, изучение особенностей выполнения фундаментальных и прикладных, теоретических и экспериментальных исследований, автоматизации научных исследований, порядка подготовки, оформления и передачи научно-технической информации.
Основные дидактические единицы (разделы):
Основные категории и понятия научных исследований. Структура, основные этапы и последовательность их выполнения. Поиск, накопление и обработка научной информации. Организация теоретических исследований. Моделирование в научных исследованиях. Автоматизация научных исследований. Организация экспериментальных исследований. Подготовка, оформление и передача информации. Организация работы в научном коллективе.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: структуру, содержание и порядок выполнения основных этапов научных исследований; взаимосвязь цели, задач, научных и практических результатов; особенности организации и проведения медико-биологических исследований, общие подходы по оценке достоверности и новизны результатов научных исследований; требования к подготовке научно-технического отчета и к опубликованию научных статей, тезисов и докладов научных конференций.
Уметь: методологически грамотно организовывать научные исследования, готовить научно-техническую литературу по результатам проведенных исследований, грамотно планировать эксперимент.
