НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ  АВТОМАТИКИ  И  ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ  ТЕХНИКИ

КАФЕДРА СИСТЕМ СБОРА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

  «УТВЕРЖДАЮ»

  Декан АВТФ

________________

  «____ »______________2006 г.

РАБОЧАЯ  ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОМЕДИЦИНСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ»

ООП  200300  «Биомедицинская инженерия»

(магистерская подготовка)

Факультет         Автоматики и вычислительной техники        

Курс  5  Семестр                 10                                

Лекции                                         18 часов                        

Индивидуальная работа                 18 часов                        

Расчетно-графическое задание  10 семестр

Самостоятельная  работа                 64  часа

Экзамен                                         10 семестр                                

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Всего                                         100 часов

Новосибирск

2006  г.

Рабочая программа составлена на основании  Государственного образовательного стандарта магистерской подготовки  по направлению  553400 «Биомедицинская инженерия»

Регистрационный номер  № 31 тех/маг,  дата утверждения ГОС  10.03.2000 г.

Шифр  дисциплины в ГОС – ДНМ.01 – дисциплины направления, федеральный компонент.

Шифр дисциплины по учебному плану  НГТУ – ДНМ.01 – 1

Рабочая  программа обсуждена на заседании кафедры Систем сбора и обработки данных

Номер протокола заседания  _____________

«_____» ______________ 2006 г.

Программу разработали:

д. б.н., профессор  ___________________

 

к. т.н., доцент  __________________

  Полубинский  В. Л.

Заведующий кафедрой                                

к. т.н., доцент  ___________________

                                                                        Полубинский  В. Л.        

               

                                                               

Ответственный за основную

образовательную программу

к. т.н., доцент  ___________________

                                                                        Полубинский  В. Л.        

1.  ВНЕШНИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Дисциплина «Современные проблемы биомедицинской инженерии» в соответствии c Государственным образовательным стандартом магистерской подготовки  по направлению  553400 «Биомедицинская инженерия» является федеральным компонентом и поэтому введена в учебный план  по магистерской программе 553401 – Медико-биологические аппараты, системы и комплексы:

Принципы построения систем для регистрации и анализа различных проявлений жизнедеятельности организма. Биотехнические и медицинские системы. Принципы организации и обобщенная структура. Комплексы для сбора, обработки, хранения и предъявления биосигналов, данных обследований, медицинских изображений. Измерительные преобразователи для медико-биологических применений и средства подведения воздействий. Диагностические системы и комплексы, основанные на регистрации различных проявлений жизнедеятельности. Терапевтические аппараты и системы. Физические процессы при воздействиях лечебными факторами. Экстракорпоральная и протезирующая техника. Биостимуляторы. Трансплантируемая техника. Хирургическая операционная техника. Автоматизированные системы расчета и проектирования электронных схем. Технология производства медицинской техники. Конструирование медицинской техники и дизайн. Психологические проблемы применения медицинской техники.

В таблице 1 приведен обязательный минимум содержания дисциплины

  Таблица 1


ДНМ.01

Современные проблемы биомедицинской инженерии:

характеристика биологических систем как объектов исследования; теория съема, обработки и анализа биомедицинских сигналов и данных, методы аналитического представления сигналов; теория биотехнических систем, согласование биологических и технических звеньев; системные аспекты проведения медико-биологических исследований; техническое обеспечение медико-биологических исследований; медицинские электронные приборы, аппараты, системы и комплексы, области их применения и перспективы развития.

100

Обобщенные задачи профессиональной деятельности

Магистр по направлению подготовки “Биомедицинская инженерия” должен быть подготовлен к решению следующих типовых задач:

- анализ состояния научно-технической проблемы, формулирование медико-технического задания, постановка цели и задач исследования объекта на основе подбора и изучения литературных и патентных источников;

- анализ, систематизация и обобщение научно-технической информации по теме исследований;

- библиографический поиск с использованием современных информационных технологий;

- выбор оптимального метода и программы исследований, модификация существующих и разработка новых методик, исходя из задач конкретного исследования;

- математическое моделирование разрабатываемых структур, приборов или технологических процессов с целью оптимизации их параметров;

- использование типовых и разработка новых программных продуктов, ориентированных на решение задач медико-биологического профиля;

- организация модельных и натурных экспериментов по оптимизации структуры и конструкции исследуемых приборов и устройств;

Требования, обусловленные специализированной подготовкой магистра включают:

владение: навыками самостоятельной научно-исследовательской и научно-педагогической деятельности, требующими широкого образования в соответствующем направлении; методами исследования, проектирования и конструирования объектов медицинской техники; методами и средствами компьютерного моделирования физических процессов и явлений в медико-биологической практике; информационными и телекоммуникационными технологиями в науке и образовании;

умение: формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической деятельности и требующие углубленных профессиональных знаний; выбирать необходимые методы исследования, модифицировать существующие и разрабатывать новые методы исходя из задач конкретного исследования; обрабатывать полученные результаты, анализировать и осмысливать их с учетом имеющихся литературных данных; вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий; представлять итоги проделанной работы в виде отчетов, рефератов, статей, оформленных в соответствии с имеющимися требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати; правильно использовать математический аппарат и численные методы, физические и математические модели процессов и явлений, лежащих в основе принципов действия медицинской техники; ориентироваться в современной элементной базе электронной техники и типовых технологических процессах; эффективно применять типовые программные продукты, ориентированные на решение медико-технических задач; использовать новые физические явления для создания медицинской техники.

2.  ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Курс изучается в 10-ом семестре обучения. Учебным планом по дисциплине предусмотрено 18 часов лекций и выполнение расчетно-графического задания (реферата).

Таблица 1

Особенности построения дисциплины


Особенность (принцип)

Содержание

Основание для введения дисциплины в учебный план магистерской подготовки по направлению  553400 «Биомедицинская инженерия»

Требования Государственного образовательного стандарта (ГОС) магистерской подготовки по направлению  553400 «Биомедицинская инженерия»

раздел  ДНМ,  дисциплины направления, федеральный компонент

Адресат курса

Студенты 5 курса, обучающиеся по направлению магистерской подготовки 200300 «Биомедицинская инженерия»

Основная цель курса

Изучение современных проблем биомедицинской инженерии, связанных с учетом особенностей биологического объекта, съема, обработки и анализа биомедицинских сигналов и данных, системными аспектами проведения медико-биологических исследований и их техническим обеспечением

Ядро  дисциплины
    Системные аспекты проведения медико-биологических исследований; Съём, обработка и анализ биомедицинских сигналов; Медицинские электронные приборы, аппараты, системы и комплексы; Теория биотехнических систем.

Требования к предварительной подготовке

Содержание курса базируется на знании  материала предшествующих дисциплин», "Схемотехника",  «Медицинские приборы, системы и комплексы», «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий», «Компьютерные технологии в медицинском приборостроении», «Системы сбора и обработки данных» и др.

Знания и навыки,  полученные  в результате  изучения дисциплины, используются в последующих дисциплинах («Биотехнические системы», «Медицинские информационные системы», «Виртуальные приборы» и др.), в выпускных квалификационных работах и  в  профессиональной деятельности выпускников.

3.  ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Таблица 2

После изучения дисциплины студент будет


иметь представление:

1

о направлениях и перспективах развития биомедицинской инженерии;

2

о тенденциях развития медико-биологических исследований;

3

о новых возможностях получения и обработки медико-биологической информации;

знать:

4

особенности биологических объектов;

5

теорию съема обработки и анализа биомедицинских сигналов и данных

6

принципы согласования биологических и технических звеньев;

7

системные аспекты проведения медико-биологических исследований;

8

области применения медицинских электронных приборов, аппаратов, систем и комплексов;

уметь:

9

ориентироваться в современных проблемах биомедицинской инженерии;

10

применять методы съема, обработки и анализа биомедицинских сигналов и данных;

11

обеспечивать медико-биологические исследования техническими средствами;


4.  СОДЕРЖАНИЕ  И  СТРУКТУРА  УЧЕБНОЙ  ДИСЦИПЛИНЫ 

4.1.  Лекционные  занятия  –  18 часов

1. Введение в дисциплину – 1 час.

Содержание, задачи и организация изучения дисциплины. Литература.

2. Системные аспекты проведения медико-биологических исследований – 4 часа.

Биологический объект как объект исследования. Особенности биологических объектов на разных уровнях организации как объектов исследования и специфика регистрации процессов жизнедеятельности.

Представления о системном подходе, системном анализе, системотехнике. Определения и понятия о больших, сложных и элементарных системах. Системы технические, биологические и биотехнические. Элементы и подсистемы. Метод декомпозиции - основной инструмент при анализе сложных систем. Общие свойства систем: управление, информация, эффективность, помехоустойчивость, надежность.

3. Съём, обработка и анализ биомедицинских сигналов – 4 часа.

Системный подход как методология разработки методов и технических средств сбора, представления и анализа медико-биологической информации. Особенности биологического объекта и экспериментальных данных о его свойствах и состоянии. Основные источники медико-биологических данных.

Способы представления медико-биологической информации. Непрерывное и дискретное описание параметров биообъекта. Таблица экспериментальных данных, методы ее формирования. Статистическая и динамическая таблицы. Свойства таблицы экспериментальных данных.

4. Медицинские электронные приборы, аппараты, системы и комплексы – 5 часов.

Виды и типы медицинской техники и их классификация. Диагностические приборы и системы, терапевтические аппараты и комплексы, хирургическая техника, технические средства реабилитации и восстановления утраченных функций, биотехнические системы для физкультурно-оздоровительных комплексов, приборы и комплексы для лабораторного анализа. Современное состояние, области их применения и перспективы развития. Психологические проблемы применения медицинской техники

5. Теория биотехнических систем – 4 часа.

Классификация биотехнических систем (БТС) медицинского назначения. Структурная схема БТС эргатического типа. Согласование управленческих характеристик человека-оператора и управляемой им системы (объекта). Информационное согласование биологических и технических объектов БТС. Подсистемы оценки деятельности, результатов деятельности и психофизиологического состояния оператора. Метод и технические средства оценки стоимости результата деятельности. Принципы адекватности и единства информационной среды.

4.2.  Самостоятельная работа  –  64 часа

Изучение теоретического материала и подготовка реферата.

5.  УЧЕБНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 

Деятельность студента при изучении дисциплины заключается:

    в восприятии и усвоении материала дисциплины, излагаемого на лекционных занятиях, в самостоятельном изучении материала по литературе и электронным источникам информации, в подготовке реферата, в подготовке к сдаче экзамена по дисциплине.

6.  ПРАВИЛА АТТЕСТАЦИИ СТУДЕНТОВ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Аттестация знаний проводится на основании представленного реферата и ответа на экзаменационные вопросы.

7.  РЕКОМЕНДУЕМАЯ  ЛИТЕРАТУРА

7.1. Основная литература.

Медицинские приборы. Разработка и применение. – М.: Медицинская книга, 2004. – 720 с. , Кореневский и фотометрическая медицинская техника. Теория и проектирование / Под ред. – М.: Высшая школа, 2002.– 470 с. , Белик биоэлектрокинетика. Аспекты лечебного применения физиовоздействий. – Новосибирск: Сибирское книжное издательство, 2005. – 304 с. Системы комплексной электромагнитотерапии: Учебное пособие для вузов / Под ред. , , . – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. – 376 с. Белик электрохирургия. – Новосибирск, 2000. – 274 с.

7.2. Дополнительная литература.

Биотехнические системы: Теория и проектирование/ Под ред. . – Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. Теория и проектирование диагностической электронно-медицинской аппаратуры/Под ред. . – Л.: Изд-во ЛГУ,1980. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ. Ред. , – М.: РиС, 1993. – 248 с. , Романов числовых таблиц в биотехнических системах обработки информации. – Л.: Наука, 1985.

8.  КОНТРОЛИРУЮЩИЕ  МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АТТЕСТАЦИИ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ