МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧОРНОМОРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. ПЕТРА МОГИЛИ

КАФЕДРА МЕДИЧНИХ ПРИЛАДІВ І СИСТЕМ

 

Рег. № __________________	Затверджую
	Ректор ЧДУ Л.П. Клименко
	“ ____ “ ______________2009 р.

	Перший проректор ЧДУ О.М. Трунов
	“ ____ “ ______________2009 р.

РОБОЧА ПРОГРАМА

З дисципліни

“Фізико-математичні основи медичної діагностики”

 

Для спеціальності	6.051003		Приладобудування
Факультету	Еколого-медичних наук
Курс	3	Триместри		9

 

Статус дисципліни	вибір ВНЗ
Лекції	12	годин
Семінари	12	годин
Лабораторні	0	годин
Консультації	2	години
Іспит	8	години
Самостійна робота	38	годин
Загалом годин	72	годин
Кредитів ECTS	2	ECTS
Іспит	9	триместр

 

Укладач:

Д.ф.-м.н, професор, завідувач кафедри медичних приладів і систем ЧДУ

Чуйко Г.П.

Миколаїв 2009

---

Робоча програма складена на базі освітньо-професійної програми Міністерства освіти і науки України зразка 2001 року, нормативних документів міністерства з впровадження КМСОНП, та власного досвіду укладачів.

 

 

Робоча програма схвалена на засіданні кафедри медичних приладів і систем ЧДУ

200_  р.

Протокол №____

 

Завідувач кафедри медичних приладів і систем д.ф.-м.н., професор

Чуйко Г.П.

 

 

Схвалено методичною радою факультету еколого-медичних наук

 

200_   р.

Протокол №____

 

Голова методичної ради факультету д.м.н., професор

Зюзін В.О.

 

---

1.  ЗМІСТ, МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ, ЇЇ МІСЦЕ В НАВЧАЛЬНОМУ ПРОЦЕСІ, ОСОБЛИВОСТІ МЕТОДИКИ ВИКЛАДАННЯ

Сучасна медицина широко застосовує методи діагностики і лікування, засновані на фундаментальних фізичних принципах і явищах. Наприклад, ядерний і електронний магнітний резонанс, індуковане електромагнітне випромінювання, вплив електричних і магнітних полів на біологічні об'єкти й таке інше. У медицині широко використовуються складні електронні пристрої, поєднані у комп'ютерні комплекси. Це зокрема рентгенівські томографи і томографи, засновані на ядерному магнітному резонансі (ЯМР-томографи), електроенцефалографічні системи, тепловізори, кардіографічні системи, медична електроніка, біологічні мікрочіпи  тощо.

Інтенсивно впроваджуються у медичне приладобудування також і сучасні інформаційні технології. Через це практична медицина і науково - дослідницькі медичні установи мають потребу у фахівцях, які б здобули фундаментальну підготовку з фізики, математики, електроніки, інформатики і розуміються в головних медичних проблемах і завданнях. З метою підготовки саме таких обізнаних фахівців був розроблений презентований курс, завдання якого ознайомити фахівців напряму «Приладобудування» з осногвними галузями застосування фізико-математичних методів в медичній діагностиці.

  Випускники кафедри медичних приладів і систем  можуть працювати як фізики-інженери, інженери - оператори з розробки, експлуатації, налаштування і обслуговуванню складної медичної апаратури і систем аналізу та відображення медико-біологічної інформації. Діяльність випускників кафедри може бути зорієнтована, наприклад, на таке:

-         Впровадження фундаментальних досягнень сучасної фізики в медицину;

-         Впровадження нових інформаційних технологій, автоматизованих систем медичного обліку і статистики, автоматизованих систем діагностики і лікування, заснованих на використанні ЕОМ;

-         Розробку, впровадження і експлуатацію нових медичних апаратів і систем;

-         Здійснення експертизи в галузі фізичних методів у медицині та медичній апаратурі;

-         Розробку фізичних методів дослідження і приладів для екології й екологічної експертизи.

-         Самостійного пошуку та систематизації інформації щодо сучасних апаратних засобів діагностики у світовій мережі (Web)

З огляду на зазначені вище вимоги було створено програму дисципліни „Фізико-математичні основи медичної діагностики”. Особлива увага приділялась фізичним явищам та математичним методам,  що використовуються у медичних приладах та медичних установах. Особливостями методики викладання дисципліни є такі аспекти:

-  Наявність персональних електронних навчальних оболонок з дисципліни у кожного студента. Така навчальна оболонка виготовляється кафедрою і, щонайменше, містить програму дисципліни, літературу для обов’язкового читання (так званий “the reader”), електронні конспекти лекцій, перелік питань, які виносяться на семінари, додаткову літературу з дисципліни в електронному вигляді, необхідні утілити та прикладні програми, пакет візуального супроводу дисципліни, а також засоби навігації (перелік компонент персональних навчальних оболонок не є вичерпним і може поповнюватися викладачем, або студентами);

- Винесення на семінарські заняття самостійно підготованих студентами презентацій-доповідей (обсягом 12-15 хвилин) з їх обговоренням та оцінками (поточний контроль);

- Підсумковий контроль у вигляді комплексного електронного тестування, в ході якого перевіряється обізнаність студента не лише у матеріалах лекцій та семінарів, але також і з джерелами зі списку обов’язкового читання («reader-control»);

-  Оцінка успішності студента з дисципліни є рейтинговою і виставляється за 100-бальною шкалою з урахуванням оцінок отриманих в триместрі (поточного контролю) і має визначення за системою ЕСТS та національною шкалою оцінок, прийнятою в Україні. Для студентів, які не отримали задовільної оцінки з дисципліни, по завершенню її вивчення передбачається термін для перескладання, або проходження повторного курсу у скорочені строки. э такыи викладання дисципліни є я дисципліни є ів в медичній діагностиці.

СТРУКТУРА ДИСЦИПЛІНИ

Таблиця 1.

ШИФР	ФОРМА НАВЧ.	КУРС	ТРИМЕСТР	ЗАГАЛОМ	РОЗПОДІЛ ГОДИН				КОНТРОЛЬ
					Лекції	Семін.	Лабор	Самост	Залік	Іспит
6.051003	стаціонар	3	9		12	12		38		8
Загалом				72	12	12		38		8

 

 

3. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ ПО ТЕМАХ (ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛІНИ)

Таблиця 2.

№	Змістовні модулі та теми	КІЛЬКІСТЬ ГОДИН
		Загалом	Лекції	Практ	Лабор	Самост
1	Фіз.-мат. основи мед. діагностики	62	12	12		38
	1.1 Медична фізика та діагностика		2	2		6
	1.2 Фізичні поля людини		2	2		6
	1.3 Медичні  сенсори та біочіпи		2	2		6
	1.4 Фіз. осн. променевих діагностик		2	2		6
	1.5 Методи аналізу сигналів		2	2		6
	1.6 Методи томографії		2	2		8
ЗАГАЛОМ		72	12	12		38

 

 

4.  ЗМІСТ ДИСЦИПЛІНИ

Таблиця 3.

 

№ з/м	Найменування модулів, тем, лекцій, практичних і лабораторних занять, та їх короткий зміст	Обсяг годин				Форми контролю, макс. кількість балів ПМК
		Лекції	Семінари	Лабор.	Самост.
	9 триместр
	ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНІ ОСНОВИ МЕДИЧНОЇ ДІАГНОСТИКИ	12	12		38
1.1	Медична фізика та діагностика	2	2		6
	Лекція № 1.1 Медична фізика та фізико-математичні основи діагностики. Коротка історія медичної фізики та інженерії. Розвиток та стан медико-фізичних апаратів та технологій, медичної фізики та діагностичних технологій в Україні.	2			2
	Семінар № 1 Принципи та приклади Фізичних методів медичної діагностики. рентгенівська діагностика та томографія, радіонуклідна діагностика, променева терапія.		2		4
1.2	Фізичні поля людини	2	2		6
	Лекція № 1.2 Фізичні поля біологічних об’єктів. Електромагнітні поля, їх характеристики та вплив електромагнітних полів на здоров’я людини.	2			2
	Семінар № 2. Джерела електромагнітних полів та захист від них. Акустичні та біолюмінесцентні випромінювання організмів. Ультразвукові методи діагностики. Медична апаратура ВЧ та НВЧ діапазонів.		2		4
1.3	Медичні сенсори та біочіпи	2	2		6
	Лекція № 1.3 Біочіпи та методи їх виготовлення. Приклади сучасних біочипів та технологія їх роботи. Досягнення протеоміки. Сенсори.	2			2
	Семінар №2. Медична наноелектроніка, наносенсори та нанолабораторії. Приклади сучасних біочипів. Наночастинки в медицині. Медичні сенсори.		2		4
1.4	Фізичні основи променевих та лазерних діагностик та терапій	2	2		6
	Лекція № 1.4 Спектрально-флуоресцентна діагностика та фотодинамічна терапія. Медичне лазерне устаткування. Волоконно-оптичні аксесуари.	2			2
	Семінар  № 4.Інфрачервона термографія. Рентгенівська діагностика. Оптична мікроскопія в проточній цитометрії. Не інвазійна оптична та лазерна медична діагностика .		2		4
1.5	Методи аналізу сигналів в медицині	2			6
	Лекція № 1.5. Спектри одновимірних сигналів. Перетворення Фур’є. Спектральний аналіз та перетворення. Ширина спектру і роздільна здатність. Вікна.	2			2
	Семінар № 5 Прикладні методи цифрової обробки, швидке перетворення Фур’є.  Шуми фізичних систем, спектри шумів, методи зменшення. Лазерний спектральний аналіз.		2		4
1.6	Методи комп’ютерної томографії	2			10
	Лекція 1.6. Фізико-математичні основи  томографії. Перетворення Радона. Різновиди томографії.	2			4
	Семінар №6. Прикладні методи комп’ютерної томографії. Трансмісійна, емісійна і наведена емісійна томографія. ЯМР-томографія (магніто-резонансна томографія, МРТ). Електроімпедансна томографія.		2		6

 

ЗАГАЛОМ:

12

12

38

Залік (60)

 

 

 

5.  САМОСТІЙНА ТА ІНДИВІДУАЛЬНА РОБОТА СТУДЕНТІВ

Таблиця 4 подає максимальну кількість балів, які надаються студенту за виконання різних видів самостійної та індивідуальної роботи в межах поточного модульного контролю (ПМК) протягом триместрів.

Таблиця 4. Карта СРС та індивідуальної роботи студента

Види самостійної та індивідуальної роботи.	Рекомендована література	Планові терміни виконання	Форми контролю та звітності	Максимальна кількість балів
1	2	3	4	5
І. Обов’язкові
Самостійне вивчення літератури з обов’язкового переліку (the reader)	[1-3]	триместр	Тест-контроль в кінці триместру (reader-control)	30 балів
Підготовка до семінарських занять та виступи на них з доповідями-презентаціями	[1-3]	Триместр, за індивідуальним графіком	Оцінка доповіді на семінарі	30 балів
ІІ. Альтернативні альтернативні завдання індивідуальної роботи для підвищення рейтингу студента, або як заміна деяким обов‘язковим завданням (за рішенням викладача, який веде семінарські заняття))
Виступ за додатковою доповіддю з теми дисципліни, на конференції, науковому семінарі, олімпіаді тощо.				30
Підготовка статті, наукової роботи на конкурс тощо				30
Разом балів за альтернативні види СРС				До 60
Загалом балів за альтернативні види СРС				0÷60

 

Для повного засвоєння матеріалу необхідним елементом є також його самостійне опанування студентами, зокрема, й додаткових питань, які не розглядаються на лекціях, але викладені у джерелах, які входять до основної та додаткової літератури з дисципліни.

 

 

6.  Контроль знань студентів

 

Контроль знань студентів у межах курсу “Спеціальні розділи математичної фізики” поділяється на поточний (ПМК, від 0 до 60 балів у триместрі) та підсумковий (ПК, від 0 до 40 балів в кінці триместру).

 Поточний модульний контроль (ПМК) здійснюється оцінкою підготованого виступу студента на семінарі на узгоджену з викладачем тему, у діапазоні від 0 до 30 балів стобальної шкали ЧДУ (табл. 4) а також електронним контролем степеню ознайомлення студента з джерелами з переліку обов’язкового читання (reader-control від 0 до 30 балів).

В якості підсумкового контролю (ПК) планується іспит за матеріалами курсу, який може проводитися одним з традиційних способів. Підсумкова атестація (ПК) може також проводитися шляхом тестування (комп’ютерного тестування, або за індивідуальними тестовими картками).

В окремих випадках студент може бути атестований за семестр за поточними оцінками (ПМК) та підсумковою співбесідою (результати якої оцінюються від 0 до 40 балів включно), без складання семестрового іспиту. Мотивоване рішення в такому випадку приймається на засіданні кафедри за письмовим поданням провідного викладача потоку, в якому зокрема вказуються результати проведеної співбесіди (або тестування) із студентом в балах стобальної шкали ЧДУ.

Нижче наводиться таблиця 6А, яка регламентує переводу оцінок стобальної шкали ЧДУ, яка є внутрішнім стандартом університету, в оцінки національної чотирибальної, та європейської семибальної шкали (так званої ECTS-шкали).

Таблиця 6А. Відповідність європейській (ECTS) та національній шкалі рейтингових оцінок студента (у балах внутрішньої 100-бальної шкали ЧДУ)

За 100-бальною шкалою університету	За національною шкалою оцінок	За європейською шкалою оцінок ECTS
90-100	відмінно	А (відмінно, excellent)
85-89	добре	B (дуже добре , very good)
76-84		C (добре, good)
65-75	задовільно	D (задовільно, satisfactory)
61-64		E (достатньо, sufficiently)
35-60	незадовільно	FX (незадовільно, з правом перескладання)
0-34		F (незадовільно, з повторним курсом)

 

 

 

7.  МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ

 

Таблиця 7 дає рекомендований розподіл годин по видам занять та основним методам їх проведення, а також перелік основної літератури та додаткових джерел, включно з Інтернет- джерелами:

 

Табл.7   

Тип заняття	Кількість годин	Місце проведення	Метод проведення
Лекції	54	Аудиторія	Традиційний
Семінарські заняття	28	Аудиторія	Презентації з проектором

 

 

У наведеному нижче переліку зазначена навчальна література з дисципліни та деякі електронні носії навчальної інформації з дисципліни.

 

I ОСНОВНА ЛІТЕРАТУРА

 

[1]  Основы рентгенодиагностической техники: (Учебное пособие для ВУЗов) под ред. Н.Н. Блинова, М: ВШ, 2002.  (У бібліотеці ЧДУ є в 1 примірнику)

[2]  Овчаренко О.П. Основи радіаційної медицини. (Навч. посібник для ВНЗ), К.: Вища школа, 2002.  (У бібліотеці ЧДУ є в 1 примірнику)

[3]  Мурашко В.В. Электрокардиография. (Пособие для ВУЗов). М.:ВШ, 2004.  (У бібліотеці ЧДУ є в 5 примірниках)

ІІ ДОДАТКОВІ ДЖЕРЕЛА

 

[4]  В.И. Конов, В.В. Осико, И.А. Щербаков. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ОПТИКИ И ЛАЗЕРНОЙ ФИЗИКИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ// ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, том 74, № 2, 2002. (електронна версія є в навчальній оболонці)

[5]  О. Радучич. Новые перспективы украинской медицины, или немного о нанотехнологиях. // Медична газета «Здоров’я України», №1, січень 2008 р., с. 34-35. (електронна версія є в навчальній оболнці)

[6]  D. A. Rogatkin, O. A. Prisnyakova, L. G. Moiseeva and A. S. Cherkasov. MEDICAL AND BIOLOGICAL MEASUREMENTS.// Measurement Techniques, Vol. 41, No. 7, 1998. (електронна версія є в навчальній оболонці)

[7]  И. А. Чесноков, Е. П. Ляпина, Ю. Ю. Елисеев. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТОВ КВЧ-ТЕРАПИИ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ// Вестник Нижегородского университета им. Лобачевского. Серия Биология. Выпуск 1(6). Электромагнитные поля и излучения в биологии и медицине. Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 2003. С.99-103 (електронна версія є в навчальній оболонці)

 

IIІ КОРИСНІ Інтернет джерела

 

Російськомовні інтернет-джерела

 

[8]  www.nanonewsnet.ru – нанотехнології

[9]  www.neuroelectronics.ru – нейроелектроніка

[10] www.cbio.ru – біотехнології

Англомовні інтернет-джерела

[11] www.nanonewsnet.com – новини нанотехнології та нанобізнесу

[12] http://invsee.asu.edu/Invsee/invsee.htm - колекція АСМ та СТМ-зображень

[13] www.rfreitas.com – книги з наномедицини

[14] www.nano.gov – Нанотехнологічна ініціатива США

[15] www.sani.org.za – Нанотехнологічна ініціатива ПАР

[16] www.crnano.org – Центр Відповідальних Нанотехнологій (CRN)

[17] www.darpa.mil – Агенція перспективних військових розробок США (DARPA)

---

Загальна сума балів за ПМК студента у триместрі з урахуванням всіх видів роботи, включно з вибірковими (альтернативними, не може перевищувати 60 балів.