Реферат: Программа дисциплины сд. Ф6 Медицинская электроника и измерительные преобразователи для студентов специальности 010707 «Медицинская физика» направления

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


СД. Ф6 Медицинская электроника и измерительные преобразователи


для студентов специальности 010707 «Медицинская физика»

направления 010700 «Физика»


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры







7










Общая трудоемкость дисциплины

57

57










Аудиторные занятия

36

36










Лекции

18

18










Практические занятия и семинары

18

18










Лабораторные работы

-

-










Курсовой проект (работа)

-

-










Самостоятельная работа

21

21










Расчетно-графические работы

-

-










Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

зачет

зачет











Обнинск 2008


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 010700 «Физика»


Программу составил:


___________________ В.И. Регушевский, к.ф.-м.н.


Программа рассмотрена на заседании кафедры ядерной физики (протокол № __ от __.__.200_ г.)


Заведующий кафедрой

ядерной физики


___________________ О.Т. Грудзевич


“____”_____________ 200__ г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно – методического управления


___________________ Ю.Д. Соколова


Декан

факультета естественных наук


___________________ Н.Б. Эпштейн


“____”_____________ 200__ г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины.


В современной медицине широко используются методы диагностики и терапии, основанные на использовании различных физических (в том числе ядерно-физических) явлений.

Для их использования разрабатываются и создаются как относительно простые электронные приборы, так и сложные комплексы, включающие прецизионные электронно-механические системы, модули сбора данных и генерации воздействий на пациента, модули обработки, анализа и визуализации информации. Их эффективное использование требует глубоких знаний физических явлений, понимания устройства и способов настройки и работы с такими приборами. Создание современных медицинских электронных приборов немыслимо без применения самых новейших разработок в области приборостроения, компьютеров и программного обеспечения.

Изучение курса « Медицинская электроника и измерительные преобразователи» позволит выпускникам совместно с исследователями и врачами-практиками внедрять и наиболее эффективно использовать новые методы в медицинских исследованиях и лечении больных.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: основы современной схемотехники, применяемой в электронной медицинской аппаратуре и устройствах автоматизации медико-биологического эксперимента; общие вопросы съема медико-биологической информации и измерения физических величин; основы автоматизации эксперимента; основы электробезопасности медицинской аппаратуры;

уметь: решать задачу оптимального сопряжения биологического объекта и технических средств в биофизическом эксперименте; формулировать задачи по разработке автоматизированных биотехнических систем;

иметь навыки: необходимо усвоение принципов разделения задач между аппаратными и программными средствами прибора; студенты должны иметь представление о типовой структурной схеме электронного прибора, отдельных функциональных модулях, принципах регистрации, обработки информации, выдачи воздействий в процессе диагностики и терапии.

Студенты должны быть ознакомлены с устройством и работой нескольких конкретных медицинских приборов, разработанных с использованием достижений современной электроники и средств программирования.


^ 3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции


Тема 1. Вводная лекция (1 час) [1-4]

Современное состояние электронного приборостроения. Требования к медицинскому электронному прибору (МП). Использование физических методов и достижений электроники в медицине.

^ Тема 2. Обобщенная структурная схема электронного МП (2 часа) [1-4]

Рассмотрение структурной схемы МП. Краткая характеристика функций, требований и свойств отдельных компонентов МП.

Тема 3. Элементарная база МП (1 час) [1-4]

Интегральные схемы, микропроцессоры, ОЭВМ, полупроводниковые ОЗУ, ПЗУ, элементы отображения информации)

^ Тема 4. Программное и математическое обеспечение МП. (1 час) [1-4]

Способы организации работы МП с помощью программных средств. Следующие из этого преимущества и недостатки. Сферы использования языков разного уровня.

Тема 5. Аппаратные компоненты МП. (9 часов) [1-4]

5.1. Методы диагностики с использованием электроники и датчики. Характеристики свойств излучений человека и физических полей, используемых для диагностики и терапии. Выбор соответствующих датчиков. – 1 часа.

5.2. Преобразователи сигналов датчиков. Структурная схема детектирующего канала. Преобразователи неэлектрических величин в электрические. Специфические требования к преобразователям (линейность преобразования, динамический диапазон, помехозащитность и т.п.) Варианты реализации с использованием достижений современной электроники. – 1 час.

5.3. Источники воздействия и исполнительные органы. Необходимость внешнего воздействия в ряде методов диагностики и терапии. Источники физических воздействий, аппаратная реализация. Программно-управляемые способы задания параметров воздействия (автоматический, автоматизированный и диалоговый режимы) – 1 часа.

5.4. Силовые элементы исполнительных органов. Преобразователи электрической величины в неэлектричекскую (тепловую, световую, рентгеновскую, электромагнитную, ультразвуковую и др.) – 1 час.

5.5. Блоки накопления и обработки информации.

5.5.1. Накопители информации. Необходимость накопления информации. Объемы информации, способы ее дальнейшего использования и следующие из этого средства накопления. Полупроводниковые регистры, ОЗУ и ПЗУ, многоканальные и многомерные анализаторы, гибкие и жесткие диски, магнитные ленты. Использование накопителей для размещения сложных программ обработки, баз данных. – 1 час.

5.5.2. Средства обработки информации. Понятие алгоритма работы установки, программы обработки данных, расчета и выдачи управляющих воздействий. Реализация программ на различном аппаратном уровне. – 1 час.

5.6. Устройства ввода-вывода для связи с оператором. Необходимость контроля в процессе диагностики и терапии. Бинарные, цифровые и аналоговые индикаторы. Символьные и графические дисплеи. Клавиатуры. – 1 час.

5.7. Вспомогательные устройства. Блоки вторичного питания, высоковольтные блоки, тестирующие устройства. – 2 часа.

Тема 6. Обзор типичных электронных МП. – 4 часа. [1-4]

6.1. Радиодиагностические и радиотерапевтические установки – 0, 5 часа.

6.2. Аппаратура для терапии на реакторных и ускорительных пучках. – 0, 5 часа.

6.3. Сканирующие системы – 1 час.

6.4. Устройства ультразвуковой диагностики – 1 час.

6.5. Средства медицинской томографии. – 1 час.


^ 3.2. Практические и семинарские занятия


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Литература

Число часов

3

Элементарная база МЭП

[1- 4]

2

4

Организация работы МЭП с помощью программных средств

[1- 4]

2

4

Использование языков программирования разного уровня

[1- 4]

2

6

Сканирующие системы

[1- 4]

3

6

Установка СИЧ

[1- 4]

3

6

Лазерный терапевтический прибор

[1- 4]

3

6

Элементы ультразвуковой томографии

[1- 4]

3

Всего







18


^ 3.3. Лабораторный практикум

Не предусмотрен

3.4. Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрены.


3.5. Формы текущего контроля



Раздел(ы)

Форма контроля

Неделя

3,4,6

Контрольная работа


14


^ 3.6. Самостоятельная работа

1. Преобразователи электрической величины в неэлектрическую (тепловую, световую, рентгеновскую, электромагнитную, ультразвуковую и др.) ( 3 часа)

2. Блоки накопления и обработки информации ( 3 часа).

3. Радиодиагностические и радиотерапевтические установки (3 часа).

4. Аппаратура для терапии на реакторных и ускорительных пучках ( 3 часа).

5. Сканирующие системы (3 часа).

6. Устройства ультразвуковой диагностики ( 3 часа).

7. Средства медицинской томографии (3 часа)

По рекомендации преподавателя студенты самостоятельно знакомятся техническими описаниями медицинских электронных приборов, готовят сообщения, с которыми выступают на семинарских занятиях ДЛ [1-6]


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений. Атомиздат, 1986.

Автоматизация измерений на критических сборках. Под. Ред. Матусевича Е.С.. Атомиздат, 1983 г.

Кузьмичев Д.А Автоматизация экспериментальных исследований. Наука, 1983 г.

КАМАК-ситемы автоматизации в экспериментальной биологии и медицине. Наука. Сиб. Отд., Новосибирск, 1979.




Дополнительная литература




Бриндли К. Измерительные преобразователи. Энергоатомиздат, 1991 г.

Пухальский Г.И. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. Радио и связь, 1991 г.

Соучек Б. Микропроцессоры и микроЭВМ, Советское радио, 1979 г.

Флорес А. Внешние устройства ЭВМ, Мир, 1977 г.

Физика визуализации изображений в медицине, т.1., МИР, 1991 г.

Левкович А.Д. Изотопная биоинтроскопия. Атомиздат, 1973 г.


4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

Не предусмотрены.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Не предусмотрены