Робоча навчальна програма з медичної І біологічної фізики на 2007 2008 навчальний рік Факультет медичний

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

БУКОВИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ЗАТВЕРДЖУЮ”

Проректор з навчальної роботи

проф.______________М.Ю.Коломоєць

“____” ____________________2007р.

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

з медичної і біологічної фізики

на 2007 - 2008 навчальний рік

Факультет - медичний

Cпеціальність - лікувальна справа, педіатрія

Кафедра - медичної і біологічної фізики

Курс - І

Семестри - I, II

Кількість модулів - 3

Лекції - 30 годин

Практичні заняття - 80 години

Самостійна робота - 55 години

Заключний контроль - II семестр

Всього годин - 165

Кількість кредитів - 5,5

ЕСТS

Чернівці – 2007

Робоча навчальна програма складена на основі програми з медичної і біологічної фізики для студентів вищих медичних закладів ІІІ – IV рівнів акредитації (МОЗ України ,К., 2005)

Схвалено на методичній нараді кафедри медичної і біологічної фізики “30” травня 2007 року (протокол № 15).

Завідувач кафедри медичної

і біологічної фізики, проф. М.В. Шаплавський

Схвалено предметною методичною комісією з медико-біологічних дисциплін фізіологічного та фізико-хімічного профілю Буковинського державного медичного університету “13” червня 2007 року (протокол № 9 ).

Голова предметно – методичної

комісії, професор І.Ф.Мещишен

1. МЕТА ВИВЧЕННЯ МЕДИЧНОЇ І БІОЛОГІЧНОЇ ФІЗИКИ

ТА КІНЦЕВІ ЦІЛІ ЇЇ ВИВЧЕННЯ

Програма з медичної і біологічної фізики приведена у відповідність до нормативних документів МОН та МОЗ України щодо реалізації положень Болонської декларації в системі вищої медичної і фармацевтичної освіти. Згідно до цих вимог Програма з медичної і біологічної фізики для вищих медичних закладів освіти України ІІІ – ІV рівнів акредитації складена для спеціальностей “Лікувальна справа”, “Педіатрія”, “Медико-профілактична справа” напряму підготовки “Медицина” відповідно до освітньо-кваліфікаційної характеристики (ОКХ) і освітньо-професійної програми (ОПП) підготовки фахівців, затвердженими наказом МОН України від 16.04.03 № 239 та навчального плану, затвердженого наказом МОЗ України від 18.06.02 №221.

Згідно до вимог ОКХ кінцевими цілями навчальної дисципліни “Медична і біологічна фізика” є:

пояснювати фізичні основи діагностичних і фітотерапевтичних методів, що застосовуються у медичній практиці лікаря;
пояснювати фізичні основи та біофізичні механізми дії зовнішніх факторів на організм людини;
знати деякі кількісні оцінки параметрів, що характеризують функціональний стан організму людини в нормі;
трактувати загальні фізичні та біофізичні закономірності, що протікають в організмі людини в процесі її життєдіяльності.

Кінцеві цілі навчальної дисципліни сформульовано відповідно до освітньо-професійної програми (ОПП) та освітньо-кваліфікаційної характеристики (ОКХ):

ПН.0.45 – Пояснювати фізичні основи діагностичних і фізіотерапевтичних (лікувальних) методів, що застосовуються у медичній апаратурі

ПН.046 – Пояснювати фізичні основи та біофізичні механізми дії зовнішніх факторів (полів) на системи організму людини

ПН.048 – Трактувати загальні фізичні та біофізичні закономірності, що лежать в основі життєдіяльності людини.

Досягнення цих цілей дозволить студентам – медикам оволодіти певними математичними, фізичними, біофізичними, фізикотехнічними знаннями та вміннями, які необхідні для безпосереднього формування лікаря – професіонала своєї справи, а також для вивчення інших теоретичних і клінічних дисциплін у вищих медичних навчальних закладах.

2. МІЖПРЕДМЕТНА ІНТЕГРАЦІЯ

ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН, ЯКІ НЕОБХІДНІ ДЛЯ ВИВЧЕННЯ

МЕДИЧНОЇ І БІОЛОГІЧНОЇ ФІЗИКИ

Математика.

За програмою середньої школи: елементарні функції та їх графіки; рівняння першого і другого порядків; елементи математичного аналізу – диференціювання та інтегрування функцій. Окремі формули геометрії.

Фізика.

Всі розділи програми середньої школи.

Хімія.

Будова атома, валентність, види хімічного зв’язку, деякі властивості речовин.

Біологія.

Знання про будову і функцію клітин, властивості клітинних мембран; елементи анатомії людини.

Радіотехніка.

Будова і робота діодів, тріодів, підсилювачів, транзисторів, резисторів.

Медична і біологічна фізика як навчальна дисципліна:

інтегрується з такими дисциплінами як медична хімія,

медична біологія та ін.;

закладає основи вивчення студентами фізіології, біологічної та біоорганічної хімії, медичної хімії, біостатистики, гістології, патофізіології, радіаційної медицини, гігієни та екології, офтальмології, оториноларингології та ін.

3. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛІНИ “МЕДИЧНА І БІОЛОГІЧНА ФІЗИКА”

Програму дисципліни “Медична і біологічна фізика” поділено на 3 модулі, які в свою чергу поділяються на 9 змістових модулів.

Модуль 1. Математична обробка медичної і біологічної інформації.

Змістові модулі:

1. Елементи вищої математики

2. Математична обробка медико-біологічної інформації

Модуль 2. Основні закономірності біомеханіки і електрики та їх використання в діагностиці та лікуванні.

Змістові модулі:

3. Основні закони біомеханіки та їх застосування в діагностиці і лікуванні.

4. Біомембрани та явища переносу в клітині. Елементи термодинаміки.

5. Електричні властивості клітин, тканин і органів та деякі методи фіксації медичної і біологічної інформації.

Модуль 3. Основні закономірності оптики, атомної і ядерної фізики. Деякі питання квантової механіки та їх відображення в медицині.

Змістові модулі:

6. Вплив фізичних факторів на організм людини.

7. Фіксація медичної і біологічної інформації оптичними методами.

8. Елементи фотобіології та квантової механіки.

9. Біофізика іонізуючого випромінювання.

Структура навчальної дисципліни	Кількість годин, з них				Рік нав- чан- ня	Види контролю
	всього, год./кре- дитів	аудиторних		СРС
	всього, год./кре- дитів	лекц.	практ. за- нять	СРС
	165/5,5	30	80	55	1
Модуль 1 Змістових модулів 2	30/1	-	18	12		Контрольна робота.
Модуль 2 Змістових модулів 3	60/2	14	26	20		Підсумковий тестовий контроль. Контрольна робота. Контроль практичних навичок.
Модуль 3 Змістових модулів 4 Підсумковий контроль засвоєння модулів	75/2,5	16	36	23		Підсумковий тестовий контроль. Контроль практичних навичок.

1 кредит ЕСТS – 30 год. Аудиторне навантаження – 66,7%, СРС – 33,3%.

Мінімальна кількість балів, яку повинен набрати студент за поточну навчальну діяльність при вивченні даного модуля, що дає право бути допущеним до складання підсумкового модульного контролю, така:

Модуль 1 – 72

Модуль 2 – 72

Модуль 3 - 86

За рішенням Вченої ради університету до кількості балів, яку студент набрав з дисципліни, можуть додаватися заохочувальні бали за публікації наукових робіт, отримання призових місць на олімпіадах за профілем дисципліни та інше.

Студенти, які навчаються за однією спеціальністю, з урахуванням кількості балів, набраних з дисципліни, оцінюються за шкалою ECTS таким чином:

За шкалою ECTS	За національною шкалою	За шкалою БДМУ (у балах)
А (відмінно)	відмінно	180-200
В (дуже добре)	добре	165-179
С (добре)		150-164
D (задовільно)	задовільно	135-149
Е (слабко)		120-134
FX	незадовільно з можливістю повторного складання	70-119
F	незадовільно з обов'язковим повторним курсом	1-69

Присвоєння оцінок „А", „В", „С", „D", „Е" здійснюється для студентів даного курсу, які навчаються за однією спеціальністю, і успішно завершили вивчення дисципліни.

Оцінки з дисципліни FX, F („2") виставляється студентам, яким не зараховано хоча б один модуль з дисципліни після завершення її вивчення.

Оцінка FX виставляється студентам, які набрали мінімальну кількість балів за поточну навчальну діяльність, але яким не зарахований підсумковий модульний контроль. Ця категорія студентів має право на перескладання підсумкового модульного контролю за затвердженим графіком під час зимових канікул, або літніх канікул (до 07 липня поточного року) упродовж двох тижнів після завершення навчального року.

Відповідно до діючої нормативної бази повторне складання підсумкового модульного контролю дозволяється не більше двох разів.

Оцінка F виставляється студентам, які відвідали усі аудиторні заняття з модуля, але не набрали мінімальну кількість балів за поточну навчальну діяльність і не допущені до підсумкового модульного контролю. Ця категорія студентів має право на повторне вивчення модуля.

За дозволом проректора з навчальної роботи студент може підвищити оцінку з дисципліни шляхом перескладання підсумкового модульного контролю (не більше трьох разів за весь період навчання).

Оцінка ECTS конвертується у традиційну чотирибальну шкалу таким чином:

Оцінка ECTS	Оцінка за 4-ри бальною шкалою
А	5
В, С	4
D,E	3
FX,F	2

4. ОПИС КОЖНОГО МОДУЛЯ ДИСЦИПЛІНИ

4.1 КОНКРЕТНІ ЦІЛІ ВИВЧЕННЯ ЗМІСТОВИХ МОДУЛІВ

МОДУЛЬ 1. Математична обробка медичної і біологічної інформації.

Змістовий модуль 1. Елементи вищої математики

Конкретні цілі:

Трактувати поняття диференціалу, частинних похідних, повного диференціалу;
Застосовувати диференціали у наближених обчисленнях;
Пояснювати математичні основи методів інтегрування невизначених та визначених інтегралів;
Трактувати поняття диференціальних рівнянь;
Пояснювати методи розв’язку диференціальних рівнянь 1го та 2го порядку;
Застосовувати теорію диференціальних рівнянь для моделювання медико-біологічних процесів.

Тема 1. Похідна простої та складної функції. Похідні вищих порядків. Диференціал функції однієї змінної.

Тема 2. Функція багатьох змінних. Частинні похідні. Частинні диференціали функції багатьох змінних. Повни диференціал.

Тема 3. Невизначений інтеграл, його властивості. Основні методи інтегрування.

Тема 4. Визначений інтеграл, його властивості. Формула Ньютона–Лейбніца. Обчислення визначеного інтегралу.

Тема 5. Диференціальні рівняння першого та другого порядку. Методи їх інтегрування.

Тема 6. Моделювання медико–біологічних процесів за допомогою диференціальних рівнянь.

Змістовий модуль 2. Математична обробка медико–біологічної інформації.

Конкретні цілі:

Застосувати прийоми диференціального числення для оцінки істинного значення прямо виміряної величини;
Застосовувати прийоми диференціального числення для оцінки істинного значення непрямо виміряної величини.

Тема 7. Генеральна та вибіркова сукупності, їх характеристики. Оцінка істинного значення вимірюваної величини.

Тема 8. Математична обробка результатів прямих і непрямих вимірів.

Тема 9. Підсумкова контрольна робота.

МОДУЛЬ 2. Основні закономірності біомеханіки та електрики і їх використання діагностування і лікування

Змістовий модуль 3 Основні закони біомеханіки та застосування їх в діагностування і лікуванні

Конкретні цілі:

зрозуміти, що в природі і організмі протікають періодичні процеси;
визначити. Якими диференціальними рівняннями описуються ці періодичні процеси;
класифікувати механічні коливання хвилі;
знати закон Вебера, Вебера – Фехнера та застосування їх в практичній діяльності лікаря;
знати звукові діагностичні методики: аускультація, перкусія і аудіометрія;
знати основні параметри ультразвуку, інфразвуку та їх застосування в діагностиці;
трактувати деякі біофізичні механізми дії ультразвуку та інфразвуку на організм людини;
вміти пояснювати явища поверхневого натягу та в’язкості рідин;
зрозуміти, що вимірювання величини коефіцієнту поверхневого натягу і коефіцієнту в’язкості рідини і діагностичними методами;
демонструвати навички вимірювання коефіцієнтів поверхневого натягу і в’язкості рідин;
пояснювати газову емболію за допомогою формули Лапласа;
знати, якою залежністю описується об’єм рідини (крові), що протікає через будь – який поперечний переріз за час t;
проаналізувати згідно формули від яких параметрів залежить гідравлічний опір руху крові по судинах;
зрозуміти, при якій течії крові може виникати звук і шум у судинах;
трактувати виникнення пульсової хвилі;
знати наближено величини швидкостей, пульсової хвилі, крові в аорті, капілярах і венах;
пояснювати фізичні основи методів вимірювання в’язкості крові, тиску крові і швидкості кровообігу.

Тема 6. Предмет та методи біофізики, зв'язок з іншими науками. Основні розділи біофізики.

Основні поняття механіки поступального та обертального рухів. Рівняння руху, закони збереження. Елементи біомеханіки. Опорно-руховий апарат людини. Динамічна і статистична робота людини при різних видах її діяльності. Ергометрія. Методи і прилади для вимірювання біомеханічних характеристик.

Незатухаючі, затухаючі та вимушені коливання. Диференційні рівняння гармонічних, затухаючих, вимушених коливань та їх розв'язання. Декремент і логарифмічний декремент затухання. Резонанс. Автоколивання. Релаксаційні коливання.

Хвильові процеси та їх характеристики. Рівняння хвилі. Диференційне хвильове рівняння. Потік енергії. Вектор Умова. Ефект Допплера.

Тема 7. Фізика слуху. Об'єктивні та суб'єктивні характеристики звуку. Інтенсивність, рівень інтенсивності, гучність, їх одиниці. Поріг чутності і больового відчуття. Закон Вебера-Фехнера. Біофізичні основи слухового відчуття. Фізичні основи аудіометрії. Аудіограма та криві однакової гучності.

Ультразвук та інфразвук. Джерела та уловлювачі ультразвуку й інфразвуку. Особливості поширення та біофізичні основи дії ультразвуку й інфразвуку на біологічні тканини. Використання ультразвуку в медицині.

Тема 8. Основи біореології. Деформаційні властивості біологічних тканин. Закон Гука. Модуль Юнга і коефіцієнт Пуассона. Текучість і релаксація напруги.

Тема 9. Поверхневий натяг. Коефіцієнт поверхневого натягу. Методи його визначення. Газова емболія.

Тема 10. Внутрішнє тертя, в'язкість. Формула Ньютона для сили внутрішнього тертя. Ньютонівські та неньютонівські рідини. Методи та прилади для вимірювання в'язкості.

Стаціонарний плин рідин. Рівняння неперервності і рівняння Бернуллі. Лінійна та об`ємна швидкості. Основне рівняння динаміки рідин. Плин в'язких рідин. Формули Пуазейля і Гагена-Пуазейля. Гідравлічний опір.

Тема 11. Реологічні властивості крові. В'язкість крові та її використання у діагностиці захворювань.

Ламінарна та турбулентна текучість рідини. Число Рейнольдса. Методи вимірювання тиску крові і швидкості кровообігу. Пульсові хвилі.

Змістовий модуль 4 Біомембрани. Явища переносу в клітинах. Елементи термодинаміки

Конкретні цілі:

знати, які сили взаємодії виникають між атомами і молекулами іонами в клітині;
зрозуміти сучасну модель біомембрани;
аналізувати структурні елементи біологічних мембран, їх фізичні та динамічні властивості;
уяснити, що в клітині протікають одночасно два протилежних процеси – пасивний і активний;
зрозуміти роль градієнтів в клітині;
знати основні механізми пасивного транспорту: дифузія, осмос, фільтрація;
трактувати рівняння Фіка, Нернста – Планка і Тіорелла;
уяснити наявність основних чотирьох систем активного транспорту в клітині і аналізувати систему: калій – натрієвого насосу;
трактувати основні положення термодинаміки відкритих біологічних систем;
знати такі термодинамічні функції: внутрішня енергія, ентропія, вільна енергія Гельмгольца і хімічний потенціал;
правильно трактувати теорему Пригожина;
застосовувати термодинамічний метод вивчення медико–біологічних систем.

Тема 12. Види взаємодії між молекулами, атомами і іонами в клітині

Структурні елементи біологічних мембран. Фізичні властивості біомембран, можливості їх утворення. Рідкокристалічний стан мембрани. Динамічні властивості біомембран.

Тема 13. Явища переносу в клітині. Поняття градієнту. Види градієнтів.

Пасивний транспорт речовин крізь мембранні структури. Основні механізми пасивного транспорту: дифузія, осмос, фільтрація. Рівняння Фіка. Коефіцієнт проникності мембрани для певної речовини. Рівняння Нернста – Планка для осмосу і фільтрації. Електрохімічний потенціал і рівняння Тіорелла. Активний транспорт. Основні види. Молекулярна організація активного транспорту на прикладі роботи калій – натрієвого насосу.

Тема 14. Термодинаміка відкритих біологічних систем

Основні поняття і закономірності термодинаміки. Перший і другий закони термодинаміки. Поняття внутрішньої енергії, ентропії, вільної енергії Гельмгольца і хімічного потенціалу.

Термодинамічний метод вивчення біологічних систем.

Термодинаміка відкритих систем поблизу рівноваги (лінійний закон для потоків і термодинамічних сил перехресні процеси переносу, співвідношення Онзагера, виробництво ентропії, спряження потоків, стаціонарний стан, теорема Пригожина).

Змістовий модуль 5. Електричні властивості клітин, тканин і органів та деякі методи фіксації медичної і біологічної інформації

Конкретні цілі:

правильно трактувати основні характеристики електричного поля і його роль в живій системі;
аналізувати виникнення електричного поля клітини, тканини, органу (наявність мембрани, явищ дифузії, різних фаз, Доннанівської рівноваги);
уяснити, що для клітини існує лише потенціали спокою і дії (збудження);
пояснювати потенціал спокою клітини на основі теорії Бернштейна; рівняння Нернста;
пояснювати потенціал збудження клітини на основі теорії Ходжкіна – Хакслі – Катца;
знати, що ми розуміємо під електрокардіограмою і механізми виникнення її зубців;
навчитись визначати величину зубця R і частоту пульсу за допомогою знятої кардіограми;
класифікувати електронну медичну апаратуру, що застосовується в діагностування і лікуванні.

Тема 15. Електричне поле живої системи

Основні характеристики електричного поля. Причини виникнення електричного клітини, тканини, органу: наявність мембрани, різних фаз в клітині і між клітинному середовищі, явище дифузії і Доннаівської рівноваги. Потенціал спокою клітини. Теорія Бернштейна. Рівняння Нернста.

Потенціал дії. Теорія Ходжкіна – Хакслі – Катца. Поняття про зворотні іонні процеси. Швидкість і особливості поширення імпульсу в клітині.

Тема 16. Поняття про електрографію органів і тканин

Роль електричного поля живої системи для клітини, тканини і органу.

Поняття про електрографію органів, зокрема кардіографію, енцефалографію.

Електрокардіографія. Електрокардіограма, механізми виникнення її зубців. Блок – схема електрокардіографа. Методика зняття електрокардіограми і її аналіз.

Балістокардіографія, вектор–кардіографія і електродинамокардіографія як методи вивчення серцево–судинної системи.

Концепції моделювання електричного поля серця. Генез ЕКГ (серце – електричний диполь, потенціал електричного диполя, система відведень). Друга концепція ЕКГ (серце – струмовий диполь, потенціал струмового диполя).

Тема17. Електродинаміка

Закон Ома в диференціальній формі. Електропровідність біологічних тканин.

Загальна характеристика і класифікація електронних медичних приладів. Використання електронної медичної апаратури в діагностиці. Електроди та датчики. Основні види датчиків та їх характеристики. Підсилення та генерація сигналів. Принцип роботи підсилювача. Основні параметри та характеристики підсилювачів. Правила безпеки при роботі з електронною медичною апаратурою.

МОДУЛЬ 3. Основні поняття і закони електромагнетизму оптики, квантової та ядерної фізики

Змістовий модуль 6 Основні поняття і закони електромагнетизму. Магнітобіологія. Електромагнітні коливання і хвилі, їх вплив на людину. Фізіотерапевтичні методи

Конкретні цілі:

аналізувати первинні механізми впливу постійного та імпульсного струмів на клітини;
правильно трактувати основні поняття та закономірності електромагнетизму і застосовувати в діагностиці і лікуванні;
уяснити основні поняття і закони змінного струму в електричному ланцюгу, що містить активний і реактивні опори;
зрозуміти можливості застосування змінного струму в діагностиці і лікуванні;
проаналізувати процес виникнення електромагнітних коливань та хвиль і їх розповсюдження в різних середовищах;
пояснювати фізичні основи дії електромагнітних хвиль різної частоти на організм людини;
робити висновок про біофізичні механізми взаємодії електромагнітних полів з біологічними клітинами.

Тема 18. Вплив постійного та імпульсного струмів на організм людини

Суть гальванізації і електрофорезу. Основні характеристики методу. Первинні процеси при гальванізації та електрофорезі. Переваги введення ліків в організм людини за допомогою електрофорезу в порівнянні з пероральним прийманням їх.

Принципи одержання постійного струму.

Аерофони, їх класифікація і лікувально - профілактичне значення. Джерела іонів.

Імпульсні струми. Основні характеристики та методи отримання імпульсних струмів. Застосування імпульсних струмів в діагностиці і лікуванні.

Тема 19. Магнітне поле та його основні поняття і закономірності

Магнітний момент електрона, атома і молекули. Закон Біо – Савара – Лапласа. Магнітні властивості речовин.

Фізичні основи магнітобіології.

Дія постійного і змінного магнітного полів на біооб’єкти та первинні процеси, що виникають у них.

Тема 20. Електромагнітні коливання і хвилі

Коливальний контур. Механізм виникнення електромагнітних коливань в коливальному контурі та їх описання за допомогою диференціального рівняння другого порядку.

Основні положення теорії Максвелла. Струми зміщення. Рівняння Максвелла. Хвильове рівняння та рівняння плоскої електромагнітної хвилі.

Шкала електромагнітних хвиль та її поділ на інтервали.

Тема 21. Фізичні та біофізичні основи реографії

Омічні та ємнісні властивості тканини. Еквівалентні електричні схеми тканини. Поняття імпедансу та його коефіцієнту дисперсії. Резонанс напруги і струму в коливальному контурі. Векторні діаграми та їх можливість застосовувати в діагностиці.

Реографія як метод діагностування.

Тема 22. Фізичні основи фізіотерапії. Деякі апарати та їх характеристики

Теплова і специфічна дія фізичних факторів на організм людини. Суть теплової дії. Основні біофізичні процеси, що відносяться до специфічної дії. Чим визначається дія фізфакторів на організм людини?

Основні фізіотерапевтичні методи, характеристики їх та первинні механізми дії:

гальванізація, електрофорез, франклінізація;
дарсонвалізація;
діатермія;
індуктотермія;
УВЧ – терапія;
мікрохвильова терапія;
НВЧ – терапія.

Змістовий модуль 7. Оптичні явища та їх використання у біології і медицині

Конкретні цілі:

пояснювати фізичні явища поглинання, розсіювання, поляризації та дисперсії світла, які лежать в основі роботи фотоелектроколориметра, поляриметра та інших оптичних методів;
розуміти механізми дії ультрафілдетових, світлових та інфрачервоних електромагнітних хвиль на людину;
визначати характеристики мікроскопа та його можливості застосування в біології та медицині;
пояснювати методи концентраційної колориметрії та нефелометрії;
демонструвати навички роботи з поляриметром і фотоелектроколориметром;
пояснювати аберації, які виникають в оптичних системах при проходженні світла.

Тема 23. Елементи геометричної оптики

Центрована оптична система. Аберації оптичних систем. Оптична мікроскопія. Основні характеристики світлового мікроскопу.

Тема 24. Поглинання світла. Розсіювання світла. Дисперсія світла

Поглинання світла закон Бугера. Поглинання світла розчинами. Закон Бера. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Коефіцієнт пропускання, оптична густина. Концентраційна колориметрія.

Розсіювання світла. Розсіювання світла в дисперсійних середовищах. Молекулярне розсіювання світла. Закон Релея. Нефелометрія. Поняття інтерференції та дифракції світла. Дисперсія світла. Волоконна оптика та її використання в медицині. Поняття про голографію.

Тема 25. Поляризація світла.

Світло природнє і поляризоване. Способи отримання поляризованого світла. Поляризація світла при відбиванні і заломленні на границі двох діелектриків. Закон Брюстера. Подвійне променезаломлення. Призма Ніколя. Закон Малюса.

Оптично активні речовини. Закон Біо. Поляриметрія.

Змістовий модуль 8. Елементи фотобіології та квантової механіки

Конкретні цілі:

пояснювати основні види фотохімічних реакцій, характер їх протікання та деякі закономірності;
розуміти первинні механізми, що протікають в живих системах під дією УФ випромінювання;
правильно трактувати основні закони теплового випромінювання тіл та їх використання в діагностиці;
зрозуміти основні положення квантової механіки та їх можливе застосування в медицині;
правильно трактувати фізичні явища, які лежать в основі роботи електронного мікроскопу;
порівнювати основні характеристики оптичного та електронного мікроскопів;
пояснювати основні характеристики та закони люмінесценції і їх застосування в медицині;
правильно розуміти основні фізичні принципи роботи лазера та використання лазерного випромінювання в медицині;
знати загальну характеристику ока людини.

Тема 26. Елементи фотобіології

Поняття про фотобіологічні процеси та їх класифікація. Фотохімічна реакція як основа фотобіологічного процесу. Види фотохімічних реакцій. Дві стадії фотохімічних реакцій. Закон Бунзера-Роско. Співвідношення Ейнштейна для світлової стадії фотохімічної реакції.

Поділ ультрафіолетового спектру на зони. Основні параметри ультрафіолетового спектру. Методи одержання ультрафіолету. Специфічна дія ультрафіолету на організм людини. Вплив УФ спектру на атоми, молекули і клітини.

Тема 27. Фізика зору

Загальні характеристики ока людини. Оптична сила ока. Приведене око Вербицького. Недоліки оптичної системи ока. Будова сітківки ока. Біофізика процесів зорової рецепції.

Тема 28. Теплове випромінювання тіл

Характеристики теплового випромінювання. Абсолютно чорне тіло. Сірі тіла. Закон Кірхгофа. Закони випромінювання абсолютно чорного тіла: закон Стефана-Больцмана, закон зміщення Віна, закон випромінювання Планка. Теплове випромінювання тіла людини. Поняття про термографію.

Тема 29. Люмінесценція

Види люмінесценції. Фотолюмінесценція. Основні поняття і закономірності. Закони Стокса і Вавилова. Застосування люмінесценції в медицині.

Тема 30. Лазер

Фізичні принципи підсилення світла. Спонтанне та індуковане випромінювання. Рівноважна (больцмановська) та інверсійна заселеність енергетичних рівнів. Принципи роботи лазера. Лазерне випромінювання: його властивості та застосування в медицині.

Тема 31. Деякі поняття квантової механіки

Хвильові властивості мікрочастинок. Формула де Бройля. Співвідношення невизначеності Гейзенберга. Хвильова функція та її фізичний зміст. Рівняння Шредінгера. Поняття про основні фізичні принципи роботи електронного мікроскопу.

Випромінювання та поглинання світла атомами і молекулами. Поняття про спектр. Спектри випромінювання та поглинання. Спектрофотометрія.

Резонансні методи квантової механіки. Електронний парамагнітний резонанс. Ядерний магнітний резонанс. Їх застосування в медицині, зокрема, ЯМР-томографія.

Змістовий модуль 9. Елементи ядерної фізики

Конкретні цілі:

зрозуміти фізичні принципи застосування рентгенівського випромінювання в діагностиці і лікуванні;
пояснювати первинні механізми взаємодії рентгенівського випромінювання з середовищем;
правильно трактувати явища радіоактивності, його характеристики і закон радіоактивності;
аналізувати основні види, властивості та дози радіоактивного випромінювання;
пояснювати основні механізми взаємодії іонізуючого випромінювання з біологічними об’єктами, роботи висновки щодо шляхів захисту від дії іонізуючого випромінювання;
правильно трактувати соматичну (непряму) і генетичну (пряму) дії радіоактивного випромінювання.

Тема 32. Рентгенівське випромінювання

Гальмівне і характеристичне рентгенівське випромінювання: спектр, характеристики і властивості. Зміна жорсткості та інтенсивності рентгенівського випромінювання. Взаємодія рентгенівського випромінювання з речовиною, первинні механізми. Закон послаблення рентгенівського випромінювання і захист від нього. Фізичні основи рентгенографії і рентгеноскопії. Рентгенівська томографія. Рентгенівська терапія.

Тема 33. Радіоактивність

Явище радіоактивності: основні характеристики і властивості. Закон радіоактивного розпаду. Період напіврозпаду. Активність, одиниці активності. Види радіоактивного розпаду.

Іонізуюче випромінювання: властивості і основні механізми взаємодії з середовищем. Вплив іонізуючого випромінювання на людину. Поняття про соматичну (непряму) і генетичну (пряму) дії. Соматична дія: основні механізми та захист від неї. Генетична дія: основні механізми та захист від неї.

Тема 34. Дозиметрія іонізуючого випромінювання

Поняття поглинутої та експозиційної дози. Еквівалентна біологічна доза. Потужність доз. Одиниці виміру доз.

4.2. СТРУКТУРА ЗАЛІКОВОГО КРЕДИТУ – модулю 1:Математична обробка медичної і біологічної інформації

№ п/п	Тема	Лекції	Пр. зан.	СРС	Індивідуальна робота
Змістовий модуль 1. Елементи вищої математики
1	Похідна простої та складної функції. Похідні вищих порядків. Диференціал функції.	-	2	6
2	Функція багатьох змінних. Частинні похідні. Частинні диференціали. Повний диференціал.	-	2
3	Невизначений інтеграл, його властивості. Основні методи інтегрування	-	2
4	Визначений інтеграл, його властивості. Формула Ньютона – Лейбніца. Обчислення визначеного інтегралу	-	2
5	Диференціальні рівняння першого та другого порядку. Методи їх інтегрування.	-	2
6	Моделювання медико – біологічних процесів за допомогою диференціальних рівнянь	-	2
Змістовий модуль 2. Математична обробка медико–біологічної інформації
7	Генеральна та вибіркова сукупності. Їх характеристики. Оцінка істинного значення вимірювальної величини.	-	2	4
8	Математична обробка результатів прямих і непрямих вимірів	-	2
	Підсумкова контрольна робота засвоєння модуля 1: “Математична обробка медичної і біологічної інформації”	-	2	2
	Усього годин – 30	-	18	12
	Кредитів ECST – 1,0
		Аудиторна робота–60%		СРС–40%

Структура залікового кредиту – модулю 2: Основні закономірності біомеханіки та електрики і їх використання діагностування і лікування

№ п/п	Тема	Лекції	Пр. зан.	СРС	Індивідуальна робота
Змістовий модуль 3. Основні закони біомеханіки та застосування їх в діагностування і лікуванні
9	Предмет та методи біофізики, зв’язок з іншими науками. Основні поняття і закони механіки обертального руху. Періодичні процеси та їх відображення в живій природі.	2	2	1
10	Механічні хвилі та їх застосування в діагностиці та лікуванні.	2	2	1
11	Основи біореології. Внутрішнє тертя, в’язкість.	2	-	1
12	Основи гемодинаміки.	2	2	1
13	Поверхневий натяг. Коефіцієнт поверхневого натягу.	-	2	1
Змістовий модуль 4. Біомембрани. Явища переносу в клітинах. Елементи термодинаміки
14	Види зв’язку між атомами, молекулами і іонами в клітині. Біомембрани та явища переносу в клітині. Поняття градієнту, види градієнтів.	2	2	1 1
15	Термодинаміка відкритих біологічних систем.	2	-	1
Змістовий модуль 5. Електричні властивості клітин, тканин і органів та деякі методи фіксації медичної і біологічної інформації
16	Електричні властивості живих систем. Поняття потенціалу клітини в стані спокою та дії.	2	2	1
17	Електрографія тканини та органів.	-	2	1
18	Електрокардіографія. Зняття електрокардіограми та визначення частоти пульсу і величини зубця R.	-	2	1
19	Реографія як метод діагностування.	-	2	1
20	Електричні вимірювання неелектричних величин. Датчики.	-	2	1
21	Метод електропровідності біологічних рідин як метод діагностики.	-	2	1
21	Принципи підсилення електричних сигналів. Транзистор та його характеристики.	-	2	1
	Підсумкова контрольна робота та підсумковий тестовий контроль	-	2	3
	Індивідуальна робота			2
	Усього годин – 60	14	26	20
	Кредитів ECST –2,0
		Аудиторна робота–66,66%		СРС–33,34%

Структура залікового кредиту – модулю 3: Основні поняття і закони електромагнетизму оптики, квантової та ядерної фізики

№ п/п	Тема	Лекції	Пр. зан.	СРС	Індивідуальна робота
Змістовий модуль 6 Основні поняття і закони електромагнетизму. Магнітобіологія. Електромагнітні коливання і хвилі, їх вплив на людину. Фізіотерапевтичні методи
22	Вплив постійного та імпульсного струмів на організм людини	-	4	1
23	Основні поняття та закономірності електромагнетизму. Магнітобіологія.	2	2	1
24	Електромагнітні коливання і хвилі	2	2	1
25	Фізичні основи фізіотерапії.	2	2	1
26	Вивчення фізикохімічних основ дії фізичних факторів на клітину.	-	2	1
Змістовий модуль 7. Оптичні явища та їх використання у біології і медицині
27	Взаємодія електромагнітних хвиль із середовищем.	2	-	-
28	Поглинання світла. Розсіювання світла.	-	2	1
29	Поляризація світла. Основні методи отримання поляризаційного світла.	-	2	1
30	Світловий мікроскоп як основний прилад для спостереження клітин.	-	2	1
Змістовий модуль 8. Елементи фотобіології та квантової механіки
31	Елементи фотобіології. Вплив електромагнітних хвиль оптичного діапазону на людину.	2	2	1
32	Фізика зору	-	2	1
33	Деякі поняття квантової механіки	2	-	1
34	Теплове випромінювання тіл	-	2	1
35	Люмінесценція, фотолюмінісценція.	-	2	1
36	Лазерне випромінювання. Лазер.	-	2	1
Змістовий модуль 9. Елементи ядерної фізики
37	Рентгенівське випромінювання та його застосування в діагностиці і лікування.	-	2	1
38	Явище радіоактивності. Основні закономірності.	2	2	1
39	Біофізика іонізуючого випромінювання.	2	-	1
40	Дозиметрія іонізуючого випромінювання.	-	2	1
	Підсумкова контрольна робота та підсумковий тестовий контроль.	-	2	3
	Індивідуальна робота	-	-	2
	Усього годин - 75	16	36	23
	Кредитів ECST – 2,5
		Аудиторна робота–69,33%		СРС–30,67%

4.3. ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ЛЕКЦІЙ З МЕДИЧНОЇ І БІОЛОГІЧНОЇ ФІЗИКИ

Т Е М А

Кількість

годин

Blog

Робоча навчальна програма з медичної І біологічної фізики на 2007 2008 навчальний рік Факультет медичний

Содержание

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

Курс - І

Конкретні цілі:

Змістовий модуль 1. Елементи вищої математики

Тема

Змістовий модуль 6 Основні поняття і закони електромагнетизму. Магнітобіологія. Електромагнітні коливання і хвилі, їх вплив на людину. Фізіотерапевтичні методи