«Утверждаю»
Проектор по УР СГТУ
профессор
«___» ______________ 2010 г.
Программа
междисциплинарного экзамена для поступления в магистратуру
по направлению 200300.68
«Биомедицинская инженерия»
по кафедре «Материаловедение и высокоэффективные процессы обработки»
Саратов 2010
ВОПРОСЫ К МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОМУ ВСТУПИТЕЛЬНОМУ ЭКЗАМЕНУ В МАГИСТРАТУРУ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 200300.68
«Биомедицинская инженерия»
по кафедре «Материаловедение и высокоэффективные процессы обработки»
«Биофизика »
1. Биофизика как квинтэссенция естественных наук: физики, химии, биологии, математики. Структура биофизики.
2. Канонические аминокислоты, полипептиды, белки. Первичная, вторичная и третичная структура белков. Канонические нуклеотиды. ДНК и РНК.
3. Классификация ферментов. Кинетика ферментативных реакций. Коэффициенты ферментативного ускорения. Коферменты и аллостерические ферменты.
4. Гомоны. Схема управления гормональной секрецией. Обратная управляющая связь. Роль минеральных веществ.
5. Генерация и распространение нервных импульсов.
6. Слуховая рецепция. Устройство уха. Коэффициент резонансного усиления звука и его частотная характеристика. Слышимый диапазон звука. Вестибулярный аппарат.
7. Обонятельная и вкусовая рецепция. Молекулярный механизм запаха.
8. Зрительная рецепция. Устройство глаза. Фоточувствительные элементы – палочки и колбочки. Спектральные характеристики колбочек.
9. Биофизика мышечного сокращения. Термодинамика механохимических процессов (химический и механический циклы). К. п.д. механохимическая машина Качальского и Оплатки.
10. Биофизика сердца. Строение сердца и его производительность. Систолически-диастолический цикл и ЭКГ.
11. Биофизика легких. Строение и кровоснабжение легких.
«Биохимия»
12. Предмет и структура биохимии. История биохимических знаний.
13. Механизм синтеза полипептидов на рибосомах.
14. Основные природные моно-, олиго - и полисахариды. Метаболизм углеводов в организме.
15. Классификация липидов и их основные свойства. Метаболизм жиров в организме.
16. Цикл трикарбоновых кислот. Пентозофосфатный цикл. Орнитиновый цикл. Гликолиз и глюконеогенез.
17. Окислительная цепь митохондрий и рассчитать их к. п.д.
18. Общая схема обмена веществ в организме. Гомеостаз и гомеорез.
19. Биохимия костной ткани. Биохимия крови.
«Материаловедение, технология конструкционных материалов»
20. Атомно-кристаллическое строение металлов.
21. Плавление и кристаллизация металлов. Строение кристаллического слитка.
22. Дефекты кристаллического строения.
23. Полиморфизм металлов.
24. Диаграмма состояния сплавов железо-цементит.
25. Углеродистые и легированные стали. Классификация и маркировка легированных сталей.
26. Понятие о термической и химико-термической обработке сплавов. Мартенситное превращение.
27. Методы изучения структуры металлов.
28. Состав и классификация пластмасс.
29. Тугоплавкие металлы и сплавы.
30. Сравнительная характеристика металлов и неметаллов.
31. Основные физико-химические процессы получения чугуна.
32. Классификация способов литья.
33. Общая характеристика обработки металлов давлением.
34. Физико-химические основы свариваемости металлов.
35. Обработка поверхностей лезвийным и абразивным инструментом.
36. Электрохимические и электрофизические способы обработки.
«Моделирование биологических процессов и систем»
37. Применение фракталов в моделировании биологических процессов. Естественные и искусственные фрактальные структуры биологического объекта.
38. Дивергенция и ротор в векторном поле биологической среды.
39. Моделирование процесса морфогенеза, нервной системы, работы сердца, пульсовой волны в артерии человека и роста костной ткани.
40. Термодинамика биологических процессов.
41. Методы планирования и математического анализа биологических экспериментов.
«Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий»
42. Виды измерительных сигналов. Основные формы измерительных сигналов и их математические модели.
43. Понятие модуляции измерительного сигнала. Виды модуляции.
44. Понятие фильтрации сигнала. Задачи фильтрации в медико-биологических исследованиях.
45. Принцип действия фотоэлектрических преобразователей. Виды диагностики с применением этих преобразователей.
46. Схема рентгеновской трубки. Принцип действия и ее применение в медицинской диагностике.
47. Методы преобразования цифровых сигналов в аналоговые и аналоговых в цифровые.
48. Структурная схема микропроцессорной системы. Технические средства, необходимые для создания информационно-вычислительных комплексов на базе микропроцессорной техники.
49. Схема электронного микроскопа. Области применения оптической и электронной микроскопии.
«Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы»
50. Функциональная схема электрокардиографа. Назначение электродов и электронных усилителей в приборе.
51. Принцип действия кардиостимулятора. Типы кардиостимуляторов, их медицинские особенности.
52. Принцип действия магнетрона. Примеры применения СВЧ излучения для медицинских целей.
53. Принцип действия тепловизионной системы. Примеры применения телевидения в медицине.
54. Понятие манипулятора, робота. Примеры применения манипуляторов в медицинской аппаратуре.
55. Функциональная схема ультразвуковой аппаратуры.
56. Схема и принцип действия стабилизированного выпрямителя. Типы источников питания, применяемых в медицинской аппаратуре. Схема управляемого выпрямителя на тиристорах.
57. Принцип действия медицинского аппарата «искусственная почка».
58. Основные технические элементы вакуумной техники. Принцип действия механического вакуумного насоса. Использование вакуумной техники в медицинской практике.
«Организация научных исследований»
59. Представление научной информации в виде комбинации двоичных разрядов. Типы вычислительных сетей. Операционная система реального времени. Слоистая структура операционной системы. Взаимодействие между уровнями.
60. Одно и многопроцессорные компьютеры. Структура современного компьютера для обработки научных результатов. Шины адреса, данных, управления. Применение стека.
61. Искусственные нейронные сети, применяемые для интеллектуализации компьютеров в научных исследованиях.
62. Оперативная память для хранения научных результатов. Классификация периферийных устройств. Аппаратура приема-передачи научной информации. Устройства защиты от ошибок в передаваемой научной информации ( код Хэмминга, циклический код Файра, обнаруживающие коды, итеративный код).
63. Методы компьютерной обработки результатов научного эксперимента на основе математической статистики.
«Физико-химические и медико-биологические свойства биоактивных материалов»
64. Остеопластические материалы биологического происхождения: Аутогенная (аутологичная) костная ткань. Аллогенные трансплантаты.
65. Материалы небиологического происхождения: полимеры: органические полимеры, неорганические полимеры; металлы: титан и его сплавы, цирконий, тантал, кобальтохромовые сплавы, стали; композиционные материалы.
66. Биосовместимые покрытия имплантатов. Способы нанесения пористых покрытий на имплантаты.
67. Электроплазменное напыление биокомпозиционных покрытий. Схема плазменного напыления. Зависимость основных характеристик покрытий от режимов процесса напыления и предварительной подготовки поверхности.
68. Биоактивные кальций-фосфатные материалы в качестве компонентов покрытий дентальных имплантатов.
69. Контроль качества плазмонапыленных биокомпозиционных покрытий имплантатов.
70. Ультразвуковое обезжиривание и очистка титановых основ дентальных имплантатов.
71. Кинетика воздушно-абразивной обработки титана.
72. Методика синтеза гидроксиапатита. Рентгеновский фазовый анализ порошковых биоактивных материалов.
«Новые технологии в обработке материалов»
73. Основные понятия о новых методах и технологиях обработки. Физические и химические методы формирования покрытий. Классификация технологий.
74. Основы теории лазерной, плазменной, ионно - и электроннолучевой обработки. Понятие концентрированных потоков энергии.
75. Кристаллические и аморфные структуры материалов. Аморфизация и наноструктурирование. Движение ионов и электронов в аморфном и кристаллическом теле.
76. Виды энергетического воздействия при обработке. Тепловая и механическая энергии, как основной вид энергии в контактной зоне. Закономерности развития упруго-пластических деформаций и напряжений при обработке.
77. Фазовые переходы и объемные фазово-структурные превращения. Поверхностная закалка и скин-эффект.
78. Методы и технические средства изучения и контроля материалов, подвергнутых лучевой, плазменной и физико-химической обработке.
79. Профилометрия и исследование морфологии поверхности материалов.
80. Масс-спектрометрия вторичных ионов.
81. Особенности взаимодействия потоков энергии с материалом при формообразовании с увеличением массы изделия (нанесение покрытий).
82. Лазерная металлизация. Электрофорез. Электроискровое легирование. Ультразвуковая металлизация. Плазменная и электродуговая металлизация. Ионно-лучевая имплантация. Плазменное и детонационное напыление.
83. Конструктивные особенности ионно-лучевых, плазменных и вакуумных установок осаждения тонких пленок. Принцип действия установок ионной имплантации.
84. Устройства формирования и ускорения пучка. Основные понятия ионной и электронной оптики. Общие свойства ионно-оптических элементов. Масс-сепаратор.
85. Системы сканирования ионного и электронного луча. Приемные фотоэлектронные и полупроводниковые устройства. Системы измерения тока и дозы имплантации.
86. Вакуумные системы. Системы управления и обратной связи. Особенности взаимодействия КПЭ с материалом при формообразовании с уменьшением массы изделия (размерная обработка).
87. Лазерная обработка и электронно-лучевая обработка.
88. Плазменная резка и электроэрозионная обработка.
89. Электрохимическое растворение.
90. Ультразвуковая обработка.
91. Особенности конструкции и эксплуатации установки типа ВРЕС 744.3227.001.
92. Особенности конструкции и эксплуатации установки электроискрового проволочно-вырезного станка 4321.
«Конструирование и технология производства приборов и аппаратов»
93. Содержание процесса конструирования. Основные работы, выполняемые при разработке медицинской техники.
94. Техническое задание на разработку.
95. Функциональный анализ. Функциональная схема и ее назначение.
96. Порядок и этапы разработки конструкторской документации. Технические предложения. Эскизно-технический проект. Рабочий проект.
97. Правила простановки размеров. Понятие о посадках и их применение. Выбор баз. Предельные отклонения формы и взаимного расположения поверхностей. Шероховатость поверхности и ее связь со служебным назначением детали, ее точностью и методами обработки.
98. Метод проб и ошибок. Метод мозгового штурма.
99. Морфологический и системный анализ. Направленный поиск решения.
«Материалы и технологии формирования покрытий для биомедицинской техники»
100. Виды композиционных материалов. Волокнистые композиционные материалы.
101. Состав и классификация полимерных материалов. Термопластичные и термореактивные полимерные материалы. Их применение в медицине.
102. Основные характеристики пленочных материалов и методы их оценки. Придание пленочным материалам бактериостатических свойств.
103. Технологическое оборудование, используемое при нанесении порошковых покрытий в производстве имплантатов.
104. Титан и его сплавы. Свойства, фазовые превращения. Промышленная обработка, коррозионная стойкость.
105. Методы исследования пленочных и объемных материалов: сходства и отличия.
Литература
1. В, Протасова И. В., Лясникова производство и применение внутрикостных стоматологических имплантатов: Учебное пособие. - Саратов: СГТУ.- 2003
2. Казаков потоки энергии для технологических целей.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. – 224 с.
3. , , Углов электронно-лучевой обработки материалов. – М.: Машиностроение, 1978. – 239 с.
4. Дворецкий систем. Учебник 2009.-320с.
5. Барац модели технологических процессов.- Саратов: СГТУс.
6. Неверов и защита материалов : учеб. пособие / , , . - Минск : Вышэйшая школа, 20с.
7. Колесов и технология конструкционных материалов : учебник для вузов / , . - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 20с.
8. Электротехнические и конструкционные материалы : учеб. пособие / . - 4-е изд., испр. - М. : ИЦ "Академия", 20с.
9. , , Ющенко электрохимии и электрохимических технологий. Уч. пособие для ВУЗов. Тирасполь, 2005.
10. Бржозовский основы, технологические процессы и оборудование ультразвуковой обработки материалов / , , – допущено УМО АМ для студентов вузов, изд-во СГТУ, 2006. – 208 с.
11. Бекренев процессы обработки материалов и нанесения покрытий концентрированными потоками энергии (теоретические основы) / , , // Учеб. пособие под ред. проф. : Ч. 2 / СГТУ – Саратов, 20с.
12. Каримов экспериментальной информации. Ч.1-4: учеб. пособие, Саратов: СГТУ, 2004.
13. , , и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов : учеб. Пособие (в 2-х томах) / под ред. . - М.: Высшая школа, 19с. и 208 с.
14. Моряков : учеб. / . - М.: ИЦ "Академия", 20с.
15. Материаловедение и технология конструкционных материалов : учеб. / [и др.]; под ред. , . - М.: ИЦ "Академия", 20с.
16. Основы техносферного материаловедения: Учеб. пособ.\ , и др. Саратов: СГТУ, 2009, 230с.
17. и др. Материалы приборостроения. Учеб. пособ. - Саратов: СГТУ,2005. – 236 с.
18. и др. Материаловедение и технология металлов. М.: Высшая школа, 2000, 638с.
19. Основы трибологии и триботехники: учеб. пособие / , , . – М.: Машиностроение, 2008. – 200 с.
20. , , Сперанский и проектирование мелкоразмерных деталей машин и инструментов с наплавленными рабочими элементами Саратов, СГТУ, 2005. – 190 с.
21. Триботехника: конструирование и эксплуатация машин: учебник / . – М.: МСХА, 2002. – 632 с.
22. Трение и модифицирование материалов трибосистем / , , . – М.: Наука, 2000. – 280 с.
23. Карташов методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа, 1985.
24. , Оськин . Технология конструкционных материалов. Книга 1. М.: Изд-во «Колос», 2007г.
25. Чередниченко . Технология конструкционных материалов. 2-е изд., перераб. М.: изд-во «Омега-Л», 2006 г.
26. , , Лепилин свойства физических полей и приборы для оптимальной физиотерапии в урологии стоматологии и офтальмологии - Саратов: СГТУ, 2000.
27. Божокин и мультифракталы.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001, 128 с.
28. Куприй в биологии и медицине. Изд-во ЛГУ, 1989.
29. Таран А. В. «Технические устройства и системы медицинской аппаратуры»- Саратов, СГТУ, 2008
30. «Биомедицинская измерительная техника».- М: Высшая школа, 2007.
31. , «Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника». - М: Высшая школа, 2002
32. Справочник по физитерапии / Под ред. . - М.: Медицина, 1992
33. Введение в компьютерные технологии. Пер. с англ.-М.: Издательский дом «Вильямс», 2001.-688 с. ил.
34. Научное издание «Технология Интернет – на службу обществу». – Сб. статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции.- 2005.-274с.
35. Лясникова материалы в дентальной имплантологии: учеб. пособие / , ; под ред. проф. . – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 20с.
36. Лясникова имплантаты. Исследование, разработка, производство и клиническое применение / , , Дмитриенко . 2006. – 256с.
37. Бутовский напыление в производстве внутрикостных имплантатов / , , Лясников . 2006. – 200с.
38. Биоактивные материалы и покрытия в дентальной имплантологии: Учеб. пособие. / , , . – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004. – 94с.
39. Иванов имплантология / , , и др. – М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2000. – 96с.: ил.
40. Галимов материалы в биомедицинской технике / , , и др. – Учеб. пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 20с.
41. Вихров материаловедение: Учеб. пособие. – Ч.1. Общие свойства и совместимость материалов с биологическими средами / , , и др.; - Вологда: ВоГТУ, 2003. – 138с.
42. Волова (ПОА) – биоразрушаемые полимеры для медицины / , , – Новосибирск, Издательство СО РАН, 2003. – 330с.
43. Внутрикостные стоматологические имплантаты. Конструкция, технологии, производство и применение в клинической практике /, Лепилин Н. В. и др.: Под ред. проф. , проф. Лепилина : Сарат. гос. техн. ун-т с.
44. Электроплазменное напыление в производстве внутрикостных имплантатов / , , – Саратов: изд-во СГТУ, 200с.
Обсуждено на заседании кафедры МВПО
Протокол № __ от «__» _________ 2010 г.
Утверждено на заседании УМКС
Протокол № __ от «__» _________ 2010 г.
Заведующий кафедрой МВПО
д. т.н., профессор
