МЕДИЦИНСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
.docМинистерство образования Республики Беларусь
Учебно-методическое объединение вузов Республики Беларусь
по медицинскому образованию
МЕДИЦИНСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
Типовая учебная программа
Для высших учебных заведений по специальности
1-79 01 01 Лечебное дело
Минск 2008
Пояснительная записка
Медицинская и биологическая физика - комплекс разделов прикладной физики и биофизики, в которых рассматриваются физические законы и явления применительно к решению медицинских задач. Курс медицинской и биологической физики включает также материал, необходимый для изучения принципов устройства медицинской аппаратуры и правил ее безопасного использования; элементы математического аппарата, используемые для количественного описания медико-биологических процессов и обработки медицинских данных.
В основу типовой учебной программы по дисциплине положены следующие материалы и документы:
- Образовательные стандарты:
по специальности 1-79 01 01 Лечебное дело, регистрационный номер ОС РБ 1-79 0101-2008;
по специальности 1-79 01 02 Педиатрия, регистрационный номер ОС РБ 1-79 01 02-2008;
по специальности 1-79 01 03 Медико-профилактическое дело, регистрационный номер ОС РБ 1-79 01 03-2008.
- Типовые учебные планы:
по специальности 1-79 01 01 Лечебное дело, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-005/тип.;
по специальности 1-79 01 01 Лечебное дело, специализации 1-79 01 01 01 Военно-медицинское дело, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-006/тип.;
по специальности 1-79 01 02 Педиатрия, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-007/тип.;
по специальности 1-79 01 03 Медико-профилактическое дело, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-008/тип.
Цель - обучить студентов основным физическим закономерностям, лежащим в основе функционирования живого организма и основам современных физические методов диагностики и лечения.
Задачи: изучить механические и реологические свойства биотканей; физические свойства механических, электрических, магнитных и электромагнитных полей разных частотных диапазонов и особенности их воздействия на организм человека; изучить физические основы современных методов диагностики и лечения; изучить методы математической обработки данных медицинских исследований; дать студентам знания, необходимые как в изучении других учебных дисциплин, так и в практической деятельности врача.
Поставленные задачи достигается путём изучения:
1. физических и физико-химических процессов, протекающих в живом организме, методов их исследования и описания;
-
физических свойств биотканей и свойств физических полей, действующих на них;
-
физических основ современных методов диагностики состояния организма: ультразвуковых, тепловизионных, рентгеновских, магнито-резонансных и др. исследований,
-
методов теории вероятностей и математической статистики для обработки медицинских данных.
Вопросы, изучаемые в курсе медицинской и биологической физики, необходимы студентам при изучении таких медицинских дисциплин, как нормальная физиология, патологическая физиология, физиотерапия и медицинская реабилитация, офтальмология,- лучевая диагностика и терапия, общественное здоровье и здравоохранение, радиационная и экологическая медицина.
При обучении медицинской и биологической физике используются классические формы: лекции (в том числе мультимедийные), практические и лабораторные занятия. Формы контроля: контрольные работы, компьютерное тестирование по пройденным разделам курса, зачёт и курсовой экзамен.
В соответствии с утвержденными типовыми учебными планами специальностей высшего медицинского образования распределение бюджета учебного времени и формы контроля обучения представлены в табл. 1.
Таблица 1
Специальность, специализация |
Всего часов |
Всего аудиторных |
Из них |
Форма контроля |
||
Лекции |
Лаборатор ные |
Практиче ские |
||||
Лечебное дело Военно-медицинское дело |
266 |
158 |
38 |
90 |
30 |
зачет (1 семестр), экзамен (2 семестр) |
Педиатрия |
266 |
158 |
38 |
90 |
30 |
зачет (1 семестр), экзамен (2 семестр) |
Медико-профилактическое дело |
262 |
158 |
38 |
90 |
30 |
зачет (1 семестр), экзамен (2 семестр) |
Планируемый уровень подготовки студентов
Студент должен знать:
- общие физические закономерности, лежащие в основе процессов, протекающих в организме; реологические свойства биологических тканей и жидкостей;
-
характеристики физических факторов (лечебных, климатических, производственных), оказывающих воздействие на организм и биофизические механизмы такого воздействия;
-
назначение, основы устройства и практического использования медицинской аппаратуры, технику безопасности при работе с ней;
-
основы математических методов обработки медицинских данных.
Студент должен уметь:
-
пользоваться основными измерительными приборами;
-
работать на физической (электронной) медицинской аппаратуре, представленной в лабораторном практикуме;
- обрабатывать результаты измерений.
Студент должен приобрести навыки:
-
освоить методы определения различных физических и механических характеристик биологических объектов;
-
практически использовать некоторые образцы лечебной и диагностической аппаратуры.
Примерный тематический план
Наименование раздела (темы) |
Количество аудиторных часов |
||
лекции |
лабораторные |
практические |
|
1. Математическое описание медико-биологических процессов и обработка медицинских данных |
4 |
3 |
21 |
1.1. Основы дифференциального исчисления. Нахождение производных функций. Графики функций |
- |
- |
3 |
1.2. Дифференциал функции |
- |
- |
3 |
1.3 .Основы интегрального исчисления. Методы нахождения неопределенных интегралов. Вычисление определенных интегралов |
|
|
3 |
1.4. Решение дифференциальных уравнений |
- |
- |
3 |
1.5. Примеры использования дифференциальных уравнений для решения медико-биологических задач |
|
|
3 |
1.6. Элементы теории вероятностей. Случайная величина и ее распределение |
2 |
- |
- |
1.7. Расчет вероятностей случайных событий |
- |
- |
3 |
1.8. Случайные величины, их распределения и числовые характеристики распределения |
- |
- |
3 |
1.9. Основы математической статистики. Элементы корреляционного анализа |
2 |
- , |
- |
1.10. Порядок работы с выборкой. Графическое представление статистического распределения. Установление корреляционной связи между двумя совокупностями случайных величин |
|
3 |
|
2. Механические колебания и волны. Акустика. УЗИ. Механические свойства твердых тел и биологических тканей |
4 |
12 |
|
2.1.Основы биомеханики. Механические свойства биологических тканей |
- |
3 |
- |
2.2. Механические колебания. Резонанс. Разложение колебаний в гармонический спектр. Механические волны |
2 |
|
|
2.3. Механические колебания. Энергия гармонического колебания. Гармонический анализ сложных колебаний, его применение. Энергетические характеристики механической волны |
|
3- |
|
2.4. Акустика. Диаграмма слышимости. Ультразвук и его применение в клинике |
2 |
- |
i |
Наименованиe раздела (темы) |
Количество аудиторных часов | |
||
лекции |
лабораторные |
практические |
|
2.5. Свойства ультразвука. Акустические и ультразвуковые методы исследования и воздействия в медицине |
- |
3 |
- |
2.6. Биофизические основы формирования слухового ощущения. Аудиометрия |
- |
3 |
- |
3. Биореология. Физические основы гемодинамики |
4 |
6 |
3 |
3.1. Физические основы гидродинамики идеальной и вязкой жидкости. Методы определения вязкости |
2 |
- |
- |
3.2. Физические основы гемодинамики |
2 |
- |
- |
3.3. Применение уравнения Бернулли, уравнение неразрывности и формулы Пуазейля для анализа течения жидкости и артериального кровотока |
- |
- |
3 |
3.4. Определение вязкости жидкостей капиллярным вискозиметром |
- |
3 |
- |
3.5. Поверхностное натяжение в жидкости. Капиллярные явления |
- |
3 |
- |
4. Термодинамика и явления переноса в биологических системах |
4 |
3 |
- |
4.1. Физические свойства биологических мембран. Транспорт веществ через биологические мембраны |
2 |
- |
- |
4.2. Формирование мембранных потенциалов клетки в покое и при возбуждении |
2 |
- |
- |
4.3. Механизм генерации потенциалов покоя и действия. Распространение потенциала действия по аксонам |
- |
3 |
- |
5. Электрические и магнитные явления в организме, электрические воздействия и методы исследования |
8 |
21 |
- |
5.1. Физические основы электрографии тканей и органов |
2 |
- |
- |
5.2. Изучение основ электоокардиографии |
- |
3 |
- |
5.3. Различные нагрузки в цепи переменного тока. Импеданс живой ткани переменному току. Физические основы реографии |
2 |
- |
- |
5.4. Эквивалентная электрическая схема живой ткани. Определение зависимости импеданса живой ткани от частоты переменного тока |
- |
3 |
- |
5.5. Характеристики импульсных токов. Физические основы электростимуляции тканей и органов |
2 |
- |
- |
5.6. Знакомство с аппаратурой для электростимуляции и определение параметров импульсных токов |
- |
3 |
- |
Наименование раздела (темы) |
Количество аудиторных часов |
||
лекции |
лабораторные |
практические |
|
5.7. Воздействие высокочастотных токов и полей на организм |
2 |
- |
- |
5.8. Изучение методов и аппаратуры для высокочастотной терапии |
- |
3 |
- |
5.9. Усиление биоэлектрических сигналов. Определение частотных и амплитудных характеристик усилителя |
- |
3 |
- |
5.10. Термоэлектрические явления, их использование в датчиках температуры. Изучение электрических датчиков температуры |
|
3 |
|
5.11. Воздействие на организм высокочастотных токов и полей |
- |
3 |
- |
6. Оптические методы исследования и воздействие излучением оптического диапазона на биологические объекты |
8 |
36 |
3 |
6.1. Электромагнитные волны, их свойства. Поляризация света. Оптическая активность |
2 |
- |
- |
6.2. Методы получения поляризованного света. Использование поляризационных методов для исследования биологических объектов |
- |
4 |
- |
6.3. Рефрактометрия. Эндоскопия. Определение концентрации растворов с помощью рефрактометра |
|
4 |
|
6.4. Оптическая микроскопия. Основы электронной и зондовой микроскопии |
- |
4 |
|
6.5. Тепловое излучение тел. Энергетические характеристики теплового излучения. Тепловидение и термография в медицине |
- |
4 |
- |
6.6. Излучение и поглощение энергии атомами и молекулами. Основы спектрального анализа. Люминесценция |
2 |
- |
- |
6.7. Вынужденные излучения. Лазеры. Действие лазерного излучения на биологические ткани |
2 |
- |
- |
6.8. Оптическая система глаза. Биофизические основы зрения |
- |
4 |
- |
Наименование раздела (темы) |
Количество аудиторных часов |
||
лекции |
лабораторные |
практические |
|
6.9. Принцип действия лазера. Свойства лазерного излучения. Применение лазеров в медицине |
- |
4 |
- |
6.10. Законы поглощения и рассеяния света. Основы фотоколориметрии и спектрофотометрии |
- |
4 |
- |
6.11. Наблюдение и исследование спектров испускания и поглощения |
- |
4 |
- |
6.12. Основы электронного парамагнитного резонанса. Ядерный магнитный резонанс |
2 |
- |
- |
6.13. Применение ЭПР к исследованию свободных радикалов. Использование ЯМР для получения изображений органов и тканей |
- |
4 |
- |
6.14. Основы люминесцентного анализа |
- |
- |
3 |
7. Ионизирующие излучения. Основы дозиметрии |
6 |
9 |
3 |
7.1. Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение |
2 |
- |
- |
7.2. Свойства рентгеновского излучения и его использование в медицине |
- |
- |
3 |
7.3. Радиоактивность. Искусственная и естественная радиоактивность |
2 |
- |
- |
7.4. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Радионуклидные методы диагностики и лучевой терапии |
- |
3 |
- |
7.5. Дозиметрия ионизирующего излучения. Методы регистрации ионизирующих излучений |
2 |
- |
- |
7.6. Методы расчета поглощённой и эквивалентной доз, полученных в результате однократного поступления радионуклидов в организм |
- |
3 |
- |
7.7. Методы расчета поглощённой и эквивалентной доз, полученных при непрерывном поступлении радионуклидов в организм |
- |
3 |
- |
Всего |
38 |
90 |
30 |