Планируемый уровень подготовки студентов

Наименование тем, содержание лекции

Количество академических часов

Количество часов для УСР студентов

1. Математическая описание медико-биологических процессов и обработка медицинских данных

Лекция 1.

Цели, задачи и структура медицинской и биологической физики. Ее место и роль в системе медицинского образования, межпредметные связи с другими медико-биологическими и клиническими дисциплинами.

Вероятностный характер медико-биологических процессов. Элементы теории вероятностей. Вероятность случайного события. Закон сложения и умножения вероятностей.

Принципы вероятностных подходов к задачам диагностики и прогно­зирования заболеваний.

Лекция 2.

Элементы математической статистики. Случайная величина. Распределение дискретных и непрерывных случайных величин и их характеристики: математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратичное отклонение. Примеры различных законов распределения. Нормальный закон распре­деления.

Генеральная совокупность и выборка. Гистограмма. Оценка пара­метров нормального распределения по опытным данным. Доверительные ин­тервалы для средних. Интервальная оценка истинного значения измеряемой величины. Применение распределения Стьюдента для определения доверительных ин­тервалов. Методы обработки медицинских данных.

Теория погрешностей, порядок обработка результатов прямых и косвенных измерений. Понятие о корреляционном анализе

2х80=

160

мин

80

мин

80

мин

2х10=

20

мин

10

мин

10

мин

2. Механические колебательные и волновые процессы. Акустика

Лекция 3

Механические колебания: гармонические, затухающие, вынужден­ные. Резонанс. Автоколебания. Энергия гармонических колебаний. Раз­ложение колебаний в гармонический спектр. Применение гармонического анализа для обработки диагностических данных. Механические волны, их виды и скорость распространения. Уравнение волны. Энергетические ха­рактеристики волны. Эффект Доплера и его применение для неинвазивно­го измерения скорости кровотока.

2х80=

160

мин

80

мин

2х10=

20

мин

10

мин

Лекция 4

Акустика. Физические характеристики звука. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности и уровни громкости звука. Единицы их измерения - децибелы и фоны. Аудиометрия. Фонокардиогра­фия.

Поглощение и отражение акустических волн. Акустический импе­данс. Ультразвук. Методы получения и регистрации. Действие ультраз­вука на вещество. Биофизические основы действия ультразвука на клет­ки и ткани организма. Хирургическое и терапевтическое применение ультразвука.

Ультразвуковая диагностика. Принципы ультразвуковой томографии. Инфразвук. Биофизические основы действия инфразвука на биологические объекты

80

мин

10

мин

3. Биореология. Физические основы гемодинамики.

Лекция 5

Основные понятия гидродинамики. Условие неразрывности струи. Уравнение Бернулли.

Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Ньютоновские и неньюто­новские жидкости. Реологические свойства крови, плазмы, сыворотки. Факторы, влияющие на вязкость крови в живом организме. Течение вяз­кой жидкости. Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление. Расп­ределение давления и скорости крови в сосудистой системе.

Лекция 6

Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентности в системе кровообращения.

Роль эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения. Особенности течения крови по крупным и мелким кровеносным сосудам. Пульсовая волна. Скорость распространения пульсовой волны. Физичес­кие принципы определения давления и скорости движения крови. Работа и мощность сердца, их количественная оценка.

2х80=

160

мин

80

мин

80

мин

2х10=

20

мин

10

мин

10

мин

4.Явления переноса в биологических системах. Биоэлектрические потенциалы

Лекция 7.

Физические вопросы строения и функционирования мембран. Транспорт веществ через мембраны. Пассивный транспорт. Простая и об­легченная диффузия. Математическое описание пассивного транспорта.Активный транспорт ионов. Механизм активного транспорта на при­мере натрий-калиевого насоса.

2х80=

160

мин

80

мин

2х10=

20

мин

10

мин

Лекция 8.

Мембранные потенциалы и их ионная природа. Потенциал покоя. Уравнение Нернста. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.

Механизм генерации потенциала действия. Распространение потен­циала действия по миелиновым и безмиелиновым нервным волокнам.

80

мин

10

мин

5.Электрические и магнитные явления в организме, электрические воздействия и методы исследования

Лекция 9.

Основные характеристики электрического поля. Электрический диполь. Поле диполя. Диполь в электрическом поле. Первичные механиз­мы воздействия электростатических полей на биологические объекты. Применение постоянных электрических полей в физиотерапии. Физические основы электрографии тканей и органов. Электрокардиография. Диполь­ный эквивалентный электрический генератор сердца. Теория отведений Эйнтховена. Понятие о мультипольном эквивалентном электрическом ге­нераторе сердца. Электрокардиограф.

Лекция 10.

Электропроводность биологических тканей и жидкостей для пос­тоянного тока. Первичные механизмы действия постоянного тока на жи­вую ткань. Гальванизация. Лечебный электрофорез.

Переменный ток. Различные виды электрических сопротивлений в цепи переменного тока. Импеданс. Сопротивление живой ткани перемен­ному току, его зависимость от частоты тока. Эквивалентная электрическая схема живой ткани. Электри­ческие фильтры.

Основные характеристики магнитного поля. Магнитные свойства веществ. Магнитные свойства биологических тканей. Первичные механиз­мы воздействия магнитных полей на организм. Терапевтическое исполь­зование магнитных полей.

Лекция 11.

Электростимуляция тканей и органов. Параметры импульсного сигнала и их физиологическое значение. Связь амплитуды, формы им­пульса, частоты следования импульсов, длительности импульсного сиг­нала с раздражающим действием импульсного тока. Закон Дюбуа-Реймона, уравнение Вейса-Лапика. Аппаратура для электростимуляции. Примеры использования электростимуляции в клинике. Электростимуляция сердца и ее виды.

Лекция 12.

Воздействие высокочастотных токов и полей на организм. Ос­новные первичные механизмы воздействия. Тепловые и нетепловые эффек­ты. Высокочастотная электромедицинская аппаратура. Классификация вы­сокочастотных физиотерапевтических методов. Электрохирургия. Местная дарсонвализация, индуктотермия, УВЧ-, МКВ- , ДЦВ- и КВЧ-терапия.

4х80=

320

мин

80

мин

80

мин

80

мин

80

мин

4х10=

40

мин

10

мин

10

мин

10

мин

10

мин

6. Оптические методы исследования и воздействие излучением опти­ческого диапазона на биологические объекты. Элементы физики атомов и молекул

Лекция 13.

Электромагнитные волны, шкала электромагнитных волн. Интер­ференция и дифракция света. Интерференционные и дифракционные прибо­ры. Принцип рентгеноструктурного анализа. Понятие о голографии.

Поляризация света. Поляризационные методы исследования биологи­ческих объектов. Поляриметрия и спектрополяриметрия. Поляризационные приборы.

Лекция 14.

Излучение и поглощение энергии атомами. Структура энергети­ческих уровней атомов. Оптические спектры атома водорода и спектры сложных атомов.

Структура энергетических уровней сложных молекул. Молекулярные спектры.

Эмиссионный и абсорбционный спектральный анализ, его медицинс­кое применение. Спектроскопы, спектрографы, монохроматоры, спектро­фотометры и их применение в медицине.

Люминесценция, ее виды. Характеристики люминесценции (спектр, длительность, квантовый выход). Законы Вавилова и Стокса. Люминес­центный анализ. Люминесцентные метки и зонды. Медицинское применение люминесцентных методов исследования.

Лекция 15.

Поглощение света и его законы. Показатель поглощения, коэффи­циент пропускания, оптическая плотность. Регистрация спектров поглоще­ния биологических объектов. Фотоколориметрия и спектрофотометрия. Рассеяние света. Нефелометрия.

Вынужденное излучение, его особенности. Условия усиления света. Оптические квантовые генераторы (лазеры). Характеристики ла­зерного излучения. Воздействие низкоинтенсивного и высокоинтенсивно­го лазерного излучения на биологические ткани. Физические основы ла­зерной терапии и хирургии.

Лекция 16.

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Идентификация и опре­деление концентрации свободных радикалов методами ЭПР.

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Принципы и диагностические возможности магнито-резонансной томографии (МРТ)

4х80=

320

мин

80

мин

80

мин

80

мин

80

мин

4х10=

40

мин

10

мин

10

мин

10

мин

10

мин

7. Ионизирующие излучения, основы дозиметрии

Лекция 17.

Рентгеновское излучение, его природа. Тормозное и характерис­тическое рентгеновское излучение. Взаимодействие рентгеновского из­лучения с веществом. Слой половинного ослабления .

3х80=

240

мин

Защита от рентге­новского излучения. Физические принципы рентгенодиагностики и рент­генотерапии. Понятие о рентгеновской компьютерной томографии.

Лекция 18.

Основные характеристики ядер атомов.

Радиоактивный распад. Виды распада. Спектры альфа-, бета- и гам­ма-излучений. Основной закон радиоактивного распада. Период полурас­пада. Активность и единицы активности. Методы получения радионуклидов.

Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Линейная плотность ионизации, линейная передача энергии, средний пробег иони­зирующей частицы.

Особенности взаимодействия с веществом альфа-, бета-, гамма-из­лучений и нейтронов. Физические принципы защиты от ионизирующих из­лучений. Понятие об основных биологических эффектах ионизирующих из­лучений.

Физические основы радионуклидных методов диагностики и лучевой терапии.

Лекция 19.

Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощенная, экспозицион­ная и эквивалентная дозы. Единицы их измерения. Мощность дозы. Связь мощности дозы с активностью. Эффективная эквивалентная доза. Коллек­тивная доза.

Связь между активностью и эквивалентной дозой внутреннего облу­чения. Принципы расчета эквивалентной дозы внутреннего облучения. Методы регистрации ионизирующих излучений, дозиметрические и радио­метрические приборы. Естественный радиационный фон. Техногенный фон

80

мин

80

мин

80

мин

10

мин

10

мин

10

мин

ИТОГО

1520 мин

33,8 уч.ч.

190 мин

4,2 уч.ч.

Всего 33,8 + 4,2 = 38 уч.ч.