Республики Беларусь «24»

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Пояснительная записка Содержание дисциплины Тема 1.2. Общие характеристики методических подходов Тема 3.5. Эхоимпульсные методы визуализации и измерений Тема 4.2. Приемники рентгеновского изображения Тема 14.2. Аппаратура для исследования функций внешнЕй дыхательной СИСТЕМЫ Тема 15.2. Основные функции органов пищеварения Тема 15.3. Регистрация внутрижелудочного давления Тема 19.3. Порядок разработки и метрологическое обеспечение измерительно-диагностической медицинской аппаратуры Примерный перечень лабораторных работ Примерные темы практических занятий Примерные темы курсовых проектов

Подобный материал:

• В перечень банков Республики Беларусь, имеющих право обязываться по векселю, утверждаемый, 419.3kb.
• Республики Беларусь 15 августа 2006, 202.35kb.
• Одобрен Советом Республики 8 февраля 1999 года общая часть глава 1 общие положения, 799.65kb.
• Об утверждении Инструкции о порядке взаимодействия государственных органов, ответственных, 157.85kb.
• Республики Беларусь «Об органах внутренних дел Республики Беларусь», 9.85kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.32kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.74kb.
• Совета Министров Республики Беларусь от 31 октября 2001 г. N 1592 "Вопросы Министерства, 1509.5kb.
• Постановление государственного комитета по авиации республики беларусь, 78.75kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 13.86kb.

^

Пояснительная записка

Типовая программа «Приборы и системы функциональной диагностики» разработана в соответствии с Образовательным стандартом Д РБ 02100.5.104-98 для специальности І-39 02 03 Медицинская электроника высших учебных заведений.

Предмет дисциплины - медицинские аспекты измерения биологических параметров организма человека, диагностические возможности измерений, построение и структура измерительно-диагностической аппаратуры.

Цель преподавания дисциплины – получение знаний о технических методах функциональной диагностики, о теории и проектировании медицинской электронной измерительной аппаратуры.

Поставленная цель достигается путём изучения:

- принципа работы медицинской электронной измерительной аппаратуры;

- технических методов функциональной диагностики;

- методов построения и проектирования медицинской электронной измерительной аппаратуры.

Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных из курсов «Аналоговая схемотехника СМЭ», «Цифровая и импульсная техника», «Биомедицинские сенсоры и преобразователи», «Микропроцессоры в СМЭ», «Элементная база СМЭ», а также общенаучных и общепрофессиональных дисциплин.

Изучение дисциплины предусматривает систематическую самостоятельную работу студентов со специальной технической литературой, патентной информацией, последними достижениями науки и техники, отражёнными в таких журналах, как «Автометрия», «Современная медицина», «Техника и наука», «Медицинская техника» и др., а также использование технических средств обучения.

Дисциплина является базовой для следующих за ней дисциплин учебного плана, в том числе специальных дисциплин.

В результате освоения дисциплины «Приборы и системы функциональной диагностики» студент должен:

знать:

- принципы работы медицинской электронной измерительной аппаратуры;

- конструктивно-технологические особенности аппаратуры;

- структуру и особенности диагностических методов, различающихся по функциональным, физическим и конструктивно-технологическим признакам;

уметь характеризовать:

- структуру и особенности диагностических методов и конструктивно-технологические особенности аппаратуры;

уметь анализировать:

- работу медицинской электронной измерительной аппаратуры и разрабатывать на основе анализа эффективные измерительные приборы.

приобрести навыки:

- проектирования электронных приборов и систем для диагностических целей.

Программа рассчитана на на 96 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 64 часа, лабораторных работ – 16 часов, практических занятий – 16 часов.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОННОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНСКОЙ АППАРАТУРЕ


Тема 1.1. Основные направления электронной

медицинской аппаратуры

Измеряемые физиологические параметры человека. Обобщенная структура и компоненты медицинского электроизмерительного прибора и системы функциональной диагностики. Требования к электронной измерительно-диагностической аппаратуре.


^ Тема 1.2. Общие характеристики методических подходов

в медицине с использованием электронной

измерительной аппаратуры

Понятие о точности, специфичности и чувствительности методов; ложноположительные и ложноотрицательные значения.


Тема 1.3. Общие принципы построения диагностического процесса и место электронных измерений

Базовые медицинские принципы компьютерной информационной технологии.

Раздел 2. Физические методы в медицинской диагностике


Тема 2.1. Инфракрасная термография

Тепловое излучение человека.

Медицинское значение регистрации температуры тела человека. Понятие о скрининговых способах диагностики на примере измерения температуры тела человека.


Тема 2.2. Основные законы теплового излучения

Проблемы, связанные с излучательной и отражательной способностью объектов. Термодинамическое равновесие.

Тема 2.3. Системы термографии

Классификация систем термографии. Термографические системы с оптико-механическим сканированием. Способы сканирования.


Тема 2.4. Использование многоэлектронных приемников

Термографические системы на базе пировидиконов и видиконов. Измерение абсолютной температуры с помощью ИК-термографических систем. Обработка и регистрация термографических изображений.


Тема 2.5. Диагностические возможности термографии в медицине

Измерение температуры тела и кожных покровов. Методика термографии.


Тема 2.6. Рентгенотермография, УЗ-термография, импедансная термография и СВЧ-термография

Раздел 3. Ультразвуковая диагностическая аппаратура


Тема 3.1. Принципы построения аппаратуры УЗ-визуализации

Физические основы УЗ-диагностики, распространение УЗ-волн и их взаимодействие с биотканями. Основные представления по топической диагностике с использованием лучевой диагностики.


Тема 3.2. Генерация акустических полей и их структура

Пьезоэлектрические излучатели УЗ-волн. Многоэлементные преобразователи. Принципы формирования, фокусировки и сканирования УЗ-полей.


Тема 3.3. Приёмы измерения параметров ультразвука

Биологические аспекты воздействия ультразвука на организм. Характеристики акустического поля. Поглощение, рассеяние УЗ, влияние движения биоструктур.


Тема 3.4. Пьезоэлектрические устройства

Методы проведения измерений в точке. Измерение смещения. Измерение радиационного давления. Измерение с большой и малой мишенью. Калориметрия. Методы оптической дифракции. Измерение биологических экспозиций доз.


^ Тема 3.5. Эхоимпульсные методы визуализации и измерений

Режимы и методы сканирования. Обработка сигнала. Устройство отображения эхограмм. Клиническое применение и воздействие диагностического УЗ на биоткани. Перспективы развития УЗ-диагностики.

Тема 3.6. Доплеровские методы

Эффект Доплера. Зонд доплеровского прибора. Методы выделения информации о направлении потока. Импульсно-доплеровский измеритель скорости потока крови.


Раздел 4. Рентгеновская диагностическая аппаратура


Тема 4.1. Общие принципы построения

рентгенодиагностических систем

Взаимодействие рентгеновского излучения с биотканями. Формирование рентгеновского изображения и основные его характеристики. Рентгеновские трубки: конструкции и их характеристики. Спектры рентгеновского излучения.


^ Тема 4.2. Приемники рентгеновского изображения

и их характеристики

Пленки и экраны. Ксерорентгенография, ионография и люминесцентная рентгенография. Усилитель рентгеновского изображения. Цифровая рентгенография. Новые методы регистраций рентгеновского изображения. Вопросы безопасности пациента и оператора.


Раздел 5. Компьютерная томография


Тема 5.1. Общие принципы построения рентгеновских КТ

Принципы получения изображений заданных сечений. Поколения рентгеновских томографов. Характеристики детекторов и механических узлов. Устройства предварительной обработки информации. Вычислительная система и спецпроцессор. Варианты практического использования КТ в диагностике.


Раздел 6. Радиоизотопная диагностика


Тема 6.1. Сущность РИ

Аппаратура для получения радиоизотопных изображений. Узлы аппаратуры. Выбор радиоизотопа.


Тема 6.2. Пределы и возможности РИД

Функциональные методы исследования с использованием соединений, меченых изотопами.


Тема 6.3. Статическая и динамическая планарная сцинтиграфия, оценка функционального состояния внутренних органов

на основе динамической сцинтиграфии

Эмиссионная компьютерная томография: варианты ЭКТ, физическая сущность, методы реконструкции ЭКГ-изображений. Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ): контроль качества и оценки характеристик РИД-аппаратуры. Клинические применения РИД.


Раздел 7. Методы и аппаратура радиоспектроскопии


Тема 7.1. Электронный парамагнитный резонанс: физическая сущность метода, принцип построения спектрометров ЭПР

Характеристика аппаратуры. Структура и параметры спектров ЭПР. Применение ЭПР в биологии.


Тема 7.2. ЯМР

Физика ЯМР. Построение и работа ЯМР- спектрометра и томографа. Применение ЯМР в биологии и медицине.


Раздел 8. Биомагнитные измерения и диагностика


Тема 8.1. Природа биомагнитных полей организма и возможность их использования для диагностики состояния организма

Методы измерений биомагнитных полей (основные типы магнитометров). Сквид-магнитометр: принцип действия, типы, узлы, основные характеристики. Применение магнитометрии.


Раздел 9. Электрокардиография


Тема 9.1. Требования к аппаратуре

Электрическая ось сердца и отведения ЭКГ. Размещение электродов. Стандартные типы отведений ЭКГ.


Тема 9.2. Основные блоки и органы управления электрокардиографа

Помехи и артефакты, действующие при снятии ЭКГ и их устранение. Кодирование и монтаж ЭКГ. Специальные типы электрокардиографа: многоканальные, векторные, для испытаний под нагрузкой с непрерывной записью на магнитофон, фонокардиографы. Обработка ЭКГ на ЭВМ.


Раздел 10. Электромиографическая аппаратура


Тема 10.1. Сущность электромиографии (ЭМ)

Зависимость формы и параметров электромиограммы от двигательной активности и патологии. Общая структура и принципы построения ЭМ аппаратуры. Характеристики электромиограммы и требования к аппаратуре. Отводящие электроды для снятия ЭМГ: требования, разновидности, способы отведения ЭМГ.

Тема 10.2. Методы количественного анализа ЭМГ

Автоматическая оценка электрической активности мышц. Способы регистрации ЭМГ.


Раздел 11. Электроэнцефалография


Тема 11.1. Электрофизиологическая природа ЭЭГ

Характерные составляющие волны ЭЭГ, их параметры и условия наблюдения. Методика и аппаратура ЭЭГ. Размещение электродов и способы отведений в ЭЭГ. Электроды для ЭЭГ: требования к ним, типы, конструкции, параметры электродов. Блоки и узлы современной ЭЭГ-аппаратуры. Особенности ее эксплуатации.

Тема 11.2. Влияние на ЭЭГ функционального состояния организма

Примеры ЭЭГ. Клиническое применение ЭЭГ. Методы анализа ЭЭГ. Автоматизация анализа ЭЭГ.

Раздел 12. Импедансная реоплетизмография (ИРПГ)


Тема 12.1. Биофизические основы ИРПГ

Зависимость импеданса биологических тканей( объектов) от частоты тока и свойств биологического объекта.


Тема 12.2. Технические методы регистрации ИРПГ

Электроды для РПГ. Уменьшение влияния помех, артефактов, повышение точности измерений. Методы калибровки реограмм. Многоканальная реоплетизмография. Вектор-реография. Элементы методики анализа РПГ. Использование метода РПГ в системах медицинской диагностики. Нахождения физиологических параметров по РПГ. Принципы автоматического анализа РПГ.


Раздел 13. Методы и приборы для исследования функционального состояния сердечно-сосудистой системы


Тема 13.1. Электрокардиография

Методика и аппаратура электрокардиографических исследований. Помехи электрокардиографических исследований. Векторный анализ электрокардиограммы. Патологические изменения электрокардиограммы. Функциональная электрокардиография. Пробы, оценивающие функциональное состояние сердца.


Тема 13.2. Другие методы исследования сердца

Электрокимография. Кардиография. Динамокардиография. Механокар­диография. Ангикардиография.


Тема 13.4. Методы исследования функционального

состояния сосудов

Каронография, сфигмография, плетизмография, реография, флебография, электрорентгенография.


Тема 13.5. Косвенные и прямые методы измерения давления крови

Метод аускультации-прослушивания токов Короткова. Метод прощупывания. Автоматизация косвенных измерений давления крови. Прямые методы измерения давления крови.


Тема 13.6. Измерители частоты пульса

Структурные схемы, применяемые преобразователи. Определение минутного объема крови (МОК) методом разведения индикаторов.

Раздел 14. Методы и аппаратура исследования системы дыхания


Тема 14.1. Основные понятия

Механические характеристики дыхательной системы и их графическое представление. Методы и приборы для измерения механических параметров дыхательной системы. Спирометры: принципы работы, разновидности, основные элементы; спирограмма и ее расшифровка. Электронные спирометры.


^ Тема 14.2. Аппаратура для исследования функций внешнЕй дыхательной СИСТЕМЫ

Спирометры, спироанеометры. Электронная аппаратура для импульсной регистратуры легочной вентиляции с помощью скоростных крыльчатых датчиков. Универсальная аппаратура для исследований функций внешних дыхательных систем. Импедансные пневмографы.


Раздел 15. Технические методы функциональной диагностики пищеварительной системы


Тема 15.1. Органы, входящие в пищеварительную систему,

и параметры их активности

Методы исследования пищеварительной системы. Эндоскопия. Разновидности эндоскопов. Волоконные эндоскопы: устройство, характеристики, применение.


^ Тема 15.2. Основные функции органов пищеварения

и методы их исследования

Электрогастрография: основы, техническая реализация. Отведение биопотенциалов желудка. Характеристики биопотенциала желудка. Устройство и характеристики электрогастрографа.


^ Тема 15.3. Регистрация внутрижелудочного давления

Методы и техническая реализация. Способы определения эвакуаторной способности желудка. Особенности и методы диагностирования состояния других органов пищеварительной системы.


Раздел 16. Физико-оптические методы и устройства

для исследования зрения


Тема 16.1. Основные зрительные функции, их физический смысл

Методы исследования разрешающей способности (остроты) зрения. Субъективная визометрия. Технические средства исследования остроты зрения. Визоконтрастометрия.

Тема 16.2. Исследование поля зрения

Периметрия. Кампиметрия и исследование КЧСМ. Методы определения световой и цветовой чувствительности.

Тема 16.3. Измерение внутриглазного давления (ВГД)

Применение компьютеров для анализа нарушений функций зрения.


Раздел 17. Электрофизиологические методы исследования зрения


Тема 17.1. Основные электрофизиологические методы исследования зрения

Электроретинография. Происхождение ЭРГ и элементы структуры ЭРГ. Методика регистрации ЭРГ. Типы ЭРГ. Виды ЭРГ по форме и связь с патологией. Аппаратура для снятия ЭРГ.

Тема 17.2 Электроокулография

Методика снятия ЭОГ. Амплитудно-временные диагностические показатели ЭОГ. Аппаратура для снятия ЭОГ. Объективная визометрия и визоконтрастометрия.

Тема 17.3. Использование математических методов,

МП и компьютеров в обработке, интерпретации электрофизиологических характеристик

и для моделирования органа зрения

Раздел 18. Методы и устройства для исследования

и диагностики органов слуха


Тема 18.1. Краткие сведения по физиологической акустике

Физические характеристики звуковых колебаний. Психоакустические характеристики слуха. Методы исследования слуха.

Тема 18.2. Акустическая импедансометрия, методики

и применение

Регистрация слуховых вызванных потенциалов (СВП). Импедансометры.


Тема 18.3 Приборы и устройства для исследования слуха

Аудиометры. Объективные аудиометры. Калибровка аудиометров. Акустические камеры для аудиометрических исследований.

Раздел 19. Системы интенсивного наблюдения


Тема 19.1. Назначение СИн

Классы СИН. Разновидности СИН.

Тема 19.2. Общая структура СИН

Требование и характеристики составных частей СИН. Типовые контролируемые физиологические параметры. Особенности, алгоритмы и схемы измерения и регистрации отдельных физиологических параметров в СИН.


^ Тема 19.3. Порядок разработки и метрологическое обеспечение измерительно-диагностической медицинской аппаратуры

Испытания измерительно-диагностической медицинской аппаратуры. Техника безопасности при работе с измерительно-диагностической медицинской аппаратурой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Современные тенденции развития электронного диагностического оборудования.

^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Исследование принципов построения, работы и характеристик миографа.

2. Исследование принципов построения, работы и характеристик реографа.

3. Исследование принципов построения, работы и характеристик системы для измерения параметров органов дыхания.

4. Исследование принципов построения, работы и характеристик базового, автоматизированного, многофункционального медицинского комплекса.


^ ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Характеристики приемников излучения. Вольт-амперные и временные характеристики. Шумы, чувствительность. Классификация и основные принципы работы.

2. Расчет электрического сигнала на приемнике излучения.

3. Пространственное и температурное разрешение термографических систем.

4. Получение изображения и измерение параметров.

5. Расчет отражения и прохождения УЗК при нормальном и наклонном падении на исследуемый объект.

6. Расчет прохождения УЗК через поликомпонентную структуру.

7. Измерение и определение характеристик диагностических систем.
   
8. Подавление синфазных помех устройства регистрации ЭКГ и расчет погрешностей дифференциальных усилителей.
   

^ ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

1. Пульсометр.
   
2. Электрогастрограф.
   
3. Аудитометр цифровой.
   
4. Автоматический УЗ эхосканер.
   
5. Цифровой измеритель кровяного давления.
   
6. Электроэнцефалограф.
   
7. Многоканальный электрокардиограф.
   
8. Система сканирования рентгеновского томографа.
   
9. Система сбора данных рентгеновского томографа.
   
10. Эхоскоп акушерский.
    
11. Ангиографическая установка.
    
12. Программное обеспечение рентгенодиагностической установки.
    
13. Система для автоматизации анализа мышц.
    
14. Сверхпроводниковый магнитометр.
    

литература


Основная

1. Физика визуализации в медицине. Т.1 / Под ред.С. Уэбба.- М.: Мир, 1991.

2. Физика визуализации в медицине. Т.2 / Под ред.С. Уэбба. - М.: Мир,1991.

3. Применение ультразвука в медицине / Под ред. К. Хилла.- М.:Мир,1989.

4. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Высш. шк., 1987.

5. Современные методы биофизических исследований: Практикум по биофизике / Под ред. А.Б. Рубина. - М.: Высш.шк.,1988.

6. Кнеппо П. и др. Биомагнитные измерения.- М.: Энергия, 1989.

7. Гуткин В. Н., Рогачев А. Н. Технические методы функциональной диагностики дыхательной, нервно-мышечной и пищеварительной систем человека: Учеб. пособие.-Л., 1991.

8. Камилов Х.М., Туракулов Х.А. Системный подход при исследовании зрительной системы.- Ташкент: Фан, 1990.

9. Попечителев Е.П., Кореневский Н.А. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника.- М.: Высш. шк., 2002.


Дополнительная

1. Медицинская электронная аппаратура для здравоохранения: Пер. с англ./ Л. Кромвелл и др.- М.: Радио и связь, 1981.

2. Мазурин В.Я. Медицинская термография. - Кишинев: Штиинца, 1984.

3. Технические средства рентгенодиагностики / Под ред. Н. А. Перилегина.-М., 1981.

4. Биопотенциалы мозга человека: Математический анализ/ Под ред. В.С. Русинова.- М.: Медицина, 1987.

5. Киричук В.С. и др. Методы и средства оперативной цифровой обработки изображений // Автометрия. 1984. №4. С.97


Методические пособия

1. Мараховский Ю.Х., Собчук Н.С., Петрович В.С. Лабораторный практикум по курсу ПиС ФД. Ч. 1. - Мн., 1998.