Содержание

Введение

1 Основные принципы и задачи методов медико-биологических исследований

1. Задачи изучения дисциплины

1.2 Взаимодействие исследователя с биологическим объектом и окружающей средой в процессе медико-биологических исследований

1.3 Классификация методов исследований

1.4 Классификация методов измерений

1.5 Классификация технических средств

1.6 Особенности проведения медико-биологических исследований

1.7 Общая схема канала измерений

1.8 Погрешности измерений

1.9 Основные задачи метрологии медико-биологической аппаратуры

1.10 Задачи обработки медико-биологической информации

2 Электрические сигналы в медико-биологических исследованиях

2.1 Методы электрофизиологической диагностики

2.2 Возникновение биоэлектрических потенциалов

2.3 Виды биоэлектрических отведений

2.4 Биоэлектрические электроды и их характеристики

2.5 Помехи, возникающие при измерении биопотенциалов, и способы их уменьшения

2.6 Электрокардиография

2.6.1 Строение сердечнососудистой системы

2.6.2 Методы получения электрокардиограммы

2.6.3 Векторокардиография

2.7 Методы оценки функционального состояния нервной системы

2.7.1 Методы оценки функционального состояния отдельных нервных клеток

2.7.2 Метод исследования головного мозга

2.7.3 Исследование электроэнцефалографических сигналов

Литература к разделу 2

3 Магнитные резонансы в медико-биологических исследованиях

3.1 Явление магнитного резонанса

3.2. Классическая теория магнитного резонанса

3.3 Воздействие импульсных радиочастотных полей

3.4 Спин-решетчатая релаксация

5. Время спин-спиновой релаксации

6. Основные параметры ЯМР-спектральных измерений

7. Явление электронного парамагнитного (спинового) резонанса

8. Спиновые метки

9. Магнитно-резонансная томография

Литература к разделу 3

4 Методы медико-биологических исследований на основе сверхвысокочастотных и оптических эффектов

4.1 Поглощение и рассеяние электромагнитных волн на биологических средах. Биологическое действие электромагнитного излучения

4.2 Терапевтическое действие ЭМИ

4.3 Нормы безопасности при работе с электромагнитным излучением СВЧ

4.4 Влияние электромагнитных излучений диапазона волн выше 300 ГГц на процессы в БО

4.5 Явление светорассеяния в исследованиях биологических сред

4.6 Измерение отражения дискретных частиц с размерами с помощью световодов (диффузионное приближение)

4.7 Акустооптические эффекты в методах МБИ

4.8 Методы люминесцентной спектроскопии в биологии и медицине

4.9 Явление хемилюминесценции в биологических средах

Литература к разделу 4

5 Методы медико-биологических исследований в рентгеновском диапазоне

5.1 Принцип действия рентгеновских аппаратов

5.2 Рентгеновская трубка

5.3 Рентгеновский аппарат

5.4 Рентгеновская компьютерная томография

5.5 Многослойная компьютерная томография

Литература к разделу 5

6 Радиоактивные методы в медико-биологических исследованиях

6.1 Радиоизотопы для исследования живых объектов

6.2 Радиодиагностика

6.3 Метод сцинтиграфии

6.4 Позитронная эмиссионная томография

Литература к разделу 6

7 Методы исследования и лечения часто встречающихся опухолей

7.1 Консервативные и специальные методы

7.2 Радиотерапия и лучевые методы

7.3 Брахитерапия

7.4 Эндоскопические методы исследований и лечения

7.4 Хирургические методы лечения

Литература к разделу 7

Введение

Вопрос жизни и смерти с давних пор волновал умы людей и направлял их усилия на поиск каких-либо способов продления жизни. Теоретические аспекты этого вопроса, в том числе философские, занимали и продолжают занимать лучшие умы человечества. На современном этапе к ним добавились еще морально-этические аспекты, без разрешения которых вряд ли возможен прогресс на пути к разгадке тайн жизни и смерти, и причиной тому являются успехи в работах с генетическими кодами и достижения в генной инженерии.

Ответы на многие частные вопросы исследователи находят в тайных учениях далекого прошлого. Сохранились старинные рукописи и манускрипты, в которых даны конкретные рецепты лечения, а также методики поддержания здоровья. Проводится их адаптация к современным условиям.

Не пренебрегая наследием прошлого, современная медицина все же опирается на достижения научно-технического прогресса, который предоставил человечеству новые возможности, в частности, изящные методы и уникальную аппаратуру для решения медико-биологических проблем.

Современное состояние медицины и биологии характеризуется высокой степенью оснащенности приборами и оборудованием. Диагностические и лечебные автоматизированные комплексы, томографы и спектрометры, лазерные приборы и инструменты, электронные микроскопы и ультразвуковая аппаратура составляют неполный перечень из арсенала медико-биологических исследований.

Медико-биологические проблемы, которые актуальны на сегодняшний день, это:

–  жизнь и здоровье человека (профилактика и лечение болезней, трансплантация органов и тканей, имплантация технических протезов, коррекция на молекулярно-генетическом уровне предрасположенности к болезням и др.),

–  взаимодействие живых организмов с окружающей средой (проблемы экологии, пребывание человека и животных в замкнутых экологических средах, в условиях космических и глубоководных аппаратов, в ограниченных зонах жизненного пространства типа мегаполис, функционирование в целом биосферы нашей планеты, влияние на живые системы физических факторов окружающей среды).

Отмечая, что живые организмы являются чрезвычайно сложными объектами для изучения и исследований, тем не менее наблюдаем в современной жизни тенденцию моделирования техническими средствами отдельных их органов и живых систем в целом, т.е. принципы функционирования биологических объектов нередко становятся основой для создания технических устройств и робототехнических комплексов. Причиной тому является хорошая самоорганизация и стабильность биологических систем.

Для решения появляющихся медико-биологических и технических проблем используется кибернетический подход изучения биологических объектов на различных уровнях: молекулярном, клеточном, органном, организменном, популяционном и биосферном с учетом явлений, происходящих в живых системах – самоорганизации, процессов информационного обмена и процессов управления.

В настоящее время существуют многочисленные методы и аппаратурные комплексы, разработанные для исследований на молекулярном и клеточном уровнях, для изучения отдельных органов и биосистем, а также целостных организмов и социумов.

С развитием компьютерных технологий появились возможности детального моделирования биологических процессов и систем, обеспечивающие высокую точность описания реальных объектов и их функционирования.

Сочетание биологии с кибернетикой дает направление поиска человеческим усилиям для решения актуальных научных проблем в области биологии и медицины, являющихся приоритетной частью народно-хозяйственных задач.

Биокибернетическое направление исследований, призванное обеспечить решение перечисленных проблем, подразумевает и решение задач профессиональной подготовки соответствующих специалистов – научных работников, инженеров-исследователей, а также инженеров, обслуживающих сложные медико-биологические комплексы.