1)Моделирование медико-биологических процессов с помощью дифференциальных уравнений (развитие эпидемий, изменение со временем концентрации лекарственных веществ в организме, накопление и выведение радионуклидов и др.).
2)Вероятностный характер медико-биологических процессов. Элементы теории вероятностей.
3)Вероятность случайного события. Закон сложения вероятностей.
4)Вероятность случайного события. Закон умножения вероятностей.
5)Принципы вероятностных подходов к задачам диагностики и прогнозирования заболеваний.
6)Элементы математической статистики. Случайная величина.
7)Распределение дискретных и непрерывных случайных величин и их характеристики: математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратичное отклонение.
8)Примеры различных законов распределения. Нормальный закон распределения.
9)Генеральная совокупность и выборка. Гистограмма.
10)Оценка параметров нормального распределения по опытным данным.
11)Доверительный интервал. Интервальная оценка истинного значения измеряемой величины.
12)Применение распределения Стьюдента для определения доверительных интервалов. Методы обработки медицинских данных.
13)Теория погрешностей, порядок обработка результатов прямых и косвенных измерений.
14)Определение модуля упругости костной ткани.
15)Определение скорости звука в воздухе.
16)Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости.
17)Исследование химического действия ультразвука на вещество.
18)Определение коэффициента поверхностного натяжения методом Ребиндера.
19)Определение вязкости жидкости. Исследование зависимости вязкости от концентрации, температуры или градиента скорости.
20)Съем потенциала действия сердца при помощи электрокардиографа.
21)Градуировка термопары в качестве термометра.
22)Определение сопротивления ткани постоянному току. Определение частотной зависимости полного сопротивления биологической ткани.
23)Определение параметров импульсных сигналов, используемых для электростимуляции при помощи осциллографа.
24)Действие СВЧ поля на вещество.
25)Определение частотной и амплитудной характеристик, полосы частот, динамического диапазона усилителя.
26)Определение концентрации оптически активных веществ с помощью поляриметра.
27)Исследование зависимости показателя преломления раствора от его концентрации. Определение концентрации раствора с помощью рефрактометра.
28)Определение предела увеличения и разрешающей способности объектива микроскопа.
29)Определение длины волны излучения гелий-неонового лазера с помощью дифракционной решетки. Определение размера эритроцита по дифракции на эритроците излучения гелий-неонового лазера.
30)Определение концентрации и молярной экстинкции вещества методом колориметрии, фотометрии.
31)Определение собственной люминесценции белка.
32)Дозиметрия ионизирующего излучения. Определить интегральную дозу накопления радионуклидов для каждого студента.
33)Определение полного и статического давления крови методом Н.С. Короткова.
34)Градуировка, спектроскопы и определение спектров поглощения вещества по градуировочной кривой.
35)Упругие, вязкие и вязкоупругие среды, их механические характеристики и модели.
36)Механические свойства костной ткани, мышц, сухожилий, сосудов.
37)Механические колебания: гармонические.
38)Механические колебания: затухающие,
39)Механические колебания: вынужденные.
40)Резонанс. Автоколебания.
41)Энергия гармонических колебаний.
42)Разложение колебаний в гармонический спектр. Применение гармонического анализа для обработки диагностических данных.
43)Механические волны, их виды и скорость распространения. Уравнение волны. Энергетические характеристики волны.
44)Эффект Доплера и его применение для неинвазивного измерения скорости кровотока.
45)Акустика. Физические характеристики звука. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука.
46)Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности и уровни громкости звука. Единицы их измерения - децибелы и фоны.
47)Аудиометрия. Фонокардиография.
48)Поглощение и отражение акустических волн. Акустический импеданс.
49)Ультразвук. Методы получения и регистрации. Действие ультразвука на вещество.
50)Биофизические основы действия ультразвука на клетки и ткани организма. Хирургическое и терапевтическое применение ультразвука.
51)Ультразвуковая диагностика. Принципы ультразвуковой томографии.
52)Инфразвук. Биофизические основы действия инфразвука на биологические объекты
53)Сущность физического явления поверхностного натяжения. Коэффициент поверхностного натяжения и методы его определения.
54)Капиллярные явления, их значение в биологических системах. Газовая эмболия.
55)Основные понятия гидродинамики. Условие неразрывности струи. Уравнение Бернулли.
56)Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Реологические свойства крови, плазмы, сыворотки. Факторы, влияющие на вязкость крови в живом организме.
57)Течение вязкой жидкости. Формула Пуазейля.
58)Гидравлическое сопротивление. Распределение давления и скорости крови в сосудистой системе.
59)Применение уравнения Бернулли для исследования кровотока в крупных артериях и аорте (закупорка артерии, артериальный шум, поведение аневризмы)
60)Распределение скорости кровотока и кровяного давления в большом круге кровообращения. Особенности течения крови по крупным и мелким кровеносным сосудам.
61)Методы определения давления и скорости крови. Физические принципы определения давления и скорости движения крови.
62)Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентности в системе кровообращения.
63)Роль эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения. Пульсовая волна. Скорость распространения пульсовой волны.
64)Работа и мощность сердца, их количественная оценка.
65)Методы определения вязкости: Стокса, Оствальда, ротационный метод.
66)Устройство вискозиметра Оствальда. Определение с его помощью вязкости исследуемой жидкости.
67)Физические вопросы строения и функционирования мембран. Транспорт веществ через мембраны.
68)Пассивный транспорт. Простая и облегченная диффузия. Математическое описание пассивного транспорта.
69)Активный транспорт ионов. Механизм активного транспорта на примере натрий-калиевого насоса.
70)Мембранные потенциалы и их ионная природа. Потенциал покоя.
71)Мембранные потенциалы и их ионная природа. Уравнение Нернста. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.
72)Механизм генерации потенциала действия. Распространение потенциала действия по миелиновым и безмиелиновым нервным волокнам.
73)Общие характеристики датчиков температуры. Зависимость сопротивления металлов и полупроводников от температуры.
74)Контактная разность потенциалов. Градуировка термопары, термистора и проволочного терморезистора.
75)Усилители. Коэффициент усиления усилителя. Требования к усилителям. Многокаскадное усиление. Классификация усилителей.
76)Амплитудная характеристика усилителя. Амплитудные искажения. Предупреждение амплитудных искажений.
77)Частотная характеристика усилителя. Частотные искажения. Полоса пропускания усилителя. Предупреждение частотных искажений.
78)Усилительный каскад на транзисторе. Обратная связь в усилителях. Виды обратной связи.
79)Повторители. Назначение и типы повторителей.Дифференциальный усилитель.
80)Основные характеристики электрического поля. Электрический диполь. Поле диполя. Диполь в электрическом поле.
81)Первичные механизмы воздействия электростатических полей на биологические объекты. Применение постоянных электрических полей в физиотерапии.
82)Физические основы электрографии тканей и органов. Электрокардиография. Дипольный эквивалентный электрический генератор сердца. Теория отведений Эйнтховена.
83)Понятие о мультипольном эквивалентном электрическом генераторе сердца. Электрокардиограф.
84)Электропроводность биологических тканей и жидкостей для постоянного тока.
85)Первичные механизмы действия постоянного тока на живую ткань. Гальванизация. Лечебный электрофорез.
86)Переменный ток. Различные виды электрических сопротивлений в цепи переменного тока. Импеданс.
87)Сопротивление живой ткани переменному току, его зависимость от частоты тока.
88)Эквивалентная электрическая схема живой ткани. Электрические фильтры.
89)Основные характеристики магнитного поля. Магнитные свойства веществ. Магнитные свойства биологических тканей.
90)Первичные механизмы воздействия магнитных полей на организм. Терапевтическое использование магнитных полей.
91)Электростимуляция тканей и органов. Параметры импульсного сигнала и их физиологическое значение.
92)Связь амплитуды, формы импульса, частоты следования импульсов, длительности импульсного сигнала с раздражающим действием импульсного тока. Закон Дюбуа-Реймона.
93)Связь амплитуды, формы импульса, частоты следования импульсов, длительности импульсного сигнала с раздражающим действием импульсного тока. Уравнение Вейса-Лапика.
94)Аппаратура для электростимуляции. Примеры использования электростимуляции в клинике. Электростимуляция сердца и ее виды.
95)Воздействие высокочастотных токов и полей на организм. Основные первичные механизмы воздействия. Тепловые и нетепловые эффекты.
96)Высокочастотная электромедицинская аппаратура. Классификация высокочастотных физиотерапевтических методов. Электрохирургия. Местная дарсонвализация, индуктотермия, УВЧ-, МКВ- , ДЦВ- и КВЧ-терапия.
97)Явление рефракции.Законы отражения и преломления света. Молекулярная рефракция вещества Удельная рефракция вещества.
98)Устройство рефрактометра. Определение концентрации растворов с помощью рефрактометра.
99)Явление полного внутреннего отражения света, принципы волоконной оптики, устройство современных эндоскопов.
100)Ход лучей в микроскопе. Увеличение и предел разрешения оптических микроскопов.
101)Формула Аббе. Значение апертурного угла. Ультрафиолетовый микроскоп. Иммерсионные системы. Полезное увеличение. Специальные приемы микроскопии.
102)Основы электронной микроскопии. Длина волны де Бройля. Предел разрешения электронного микроскопа.
103)Основные характеристики теплового излучения. Энергетическая светимость, спектральная плотность энергетической светимости, монохроматический коэффициент поглощения. Абсолютно чёрное, серое и другие тела.
104)Тепловое излучение тел. Законы Кирхгофа.
105)Тепловое излучение тел. Вина .
107)Тепловое излучение тел. Формула Планка.
108)Законы теплового излучения, область их применения. Использование тепловидения и термографии в медицине.
109)Электромагнитные волны, шкала электромагнитных волн. Интерференция света.
110)Электромагнитные волны, шкала электромагнитных волн. Дифракция света.
111)Интерференционные и дифракционные приборы. Принцип рентгеноструктурного анализа.
112)Понятие о голографии.
113)Поляризация света. Поляризационные методы исследования биологических объектов.
114)Поляриметрия и спектрополяриметрия. Поляризационные приборы.
115)Излучение и поглощение энергии атомами. Структура энергетических уровней атомов. Оптические спектры атома водорода.
116)Структура энергетических уровней сложных молекул. Молекулярные спектры.
117)Эмиссионный и абсорбционный спектральный анализ, его медицинское применение.
118)Спектроскопы, спектрографы, монохроматоры, спектрофотометры и их применение в медицине.
119)Люминесценция, ее виды. Характеристики люминесценции (спектр, длительность, квантовый выход). Законы Вавилова и Стокса.
120)Люминесцентный анализ. Люминесцентные метки и зонды. Медицинское применение люминесцентных методов исследования.
121)Поглощение света и его законы. Показатель поглощения, коэффициент пропускания, оптическая плотность.
122)Регистрация спектров поглощения биологических объектов. Фотоколориметрия и спектрофотометрия.
123)Рассеяние света. Нефелометрия.
124)Вынужденное излучение, его особенности. Условия усиления света.
125)Оптические квантовые генераторы (лазеры). Характеристики лазерного излучения.
126)Воздействие низкоинтенсивного и высокоинтенсивного лазерного излучения на биологические ткани. Физические основы лазерной терапии и хирургии.
127)Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Идентификация и определение концентрации свободных радикалов методами ЭПР.
128)Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Принципы и диагностические возможности магнито-резонансной томографии (МРТ).
129)Рентгеновское излучение, его природа. Тормозное рентгеновское излучение.
130)Рентгеновское излучение, его природа. Характеристическое рентгеновское излучение.
131)Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Слой половинного ослабления. Защита от рентгеновского излучения.
132)Физические принципы рентгенодиагностики и рентгенотерапии. Понятие о рентгеновской компьютерной томографии.
133)Основные характеристики ядер атомов. Радиоактивный распад. Виды распада.
134)Спектры альфа-, бета- и гамма-излучений. Основной закон радиоактивного распада.
135)Период полураспада. Активность и единицы активности. Методы получения радионуклидов.
136)Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Линейная плотность ионизации, линейная передача энергии, средний пробег ионизирующей частицы.
137)Особенности взаимодействия с веществом альфа-, бета-, гамма-излучений и нейтронов.
138)Физические принципы защиты от ионизирующих излучений. Понятие об основных биологических эффектах ионизирующих излучений.
139)Физические основы радионуклидных методов диагностики и лучевой терапии.
140)Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощенная, экспозиционная и эквивалентная дозы. Единицы их измерения.
141)Мощность дозы. Связь мощности дозы с активностью. Эффективная эквивалентная доза. Коллективная доза.
142)Связь между активностью и эквивалентной дозой внутреннего облучения. Принципы расчета эквивалентной дозы внутреннего облучения.
143)Методы регистрации ионизирующих излучений, дозиметрические и радиометрические приборы. Естественный радиационный фон. Техногенный фон.
144)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.
2.Вероятностный характер медико-биологических процессов. Элементы теории вероятностей.
Допустим, что в результате испытания должно произойти только одно из п равновозможных несовместных событий (несовместными называют события, если их одновременное осуществление невозможно). Пусть рассматриваемое событие А происходит в т случаях, которые называются благоприятствующими А, и не происходит при остальных п - т, неблагоприятствующих А. Тогда вероятностью можно назвать отношение благоприятствующих случаев к общему числу равновозможных несовместных событий:
Р(А) = m/n События, которые при данных испытаниях не могут произойти, называются невозможными: их вероятность равна нулю.
Так, например, невозможно из урны с белыми и черными шарами вытащить красный шар, невозможно на игральной кости получить цифру 7.
Событие, которое при данном испытании обязательно произойдет, называется достоверным, его вероятность равна 1.
Примером достоверного события является извлечение белого шара из урны, в которой находятся только белые шары.
3.Вероятность случайного события. Закон сложения вероятностей.
Под вероятностью случайного события в математике понимают меру возможности осуществления данного события в конкретных условиях эксперимента (испытания).
Вероятностью Р(А) случайного события А называется отношение количества т элементарных событий, благо-приятствующих событию А, к общему количеству элементарных событий п:P*(A)=m/n
Р(А)=0/п=0 2. Вероятность достоверного события равна единице:количество т элементарных событий, благоприятствующих достоверному событию А, равно общему количеству п этих элементарных событий, получаем: Р(А) = п/ п=1 Теорема сложения вероятностей: вероятность появления одного (безразлично какого) события из нескольких несовместных событий равна сумме их вероятностей. Для двух несовместных событий Р(А или В) = Р(А) + Р(В).
Докажем эту теорему. Пусть п — общее число испытаний, т1 — число случаев, благоприятствующих событию А, т2 — число случаев, благоприятствующих событию В. Число случаев, благоприятствующих наступлению либо события А, либо события В, равно m1 + m2. Тогда Р(А или В) = (т1 + т2)/п = т1/п + т2/п. Отсюда, учитывая (2.3), имеем
Р(А или В) = Р(А) + Р(В).Сложение вероятностей справедливо не только для двух, но и для любого числа несовместных событий.
Если
два события единственно возможны и
несовместны, то их называют противоположными.
Сумма
вероятностей двух противоположных
событий, как
следует из теоремы сложения вероятностей,
равна единице: 
4.Вероятность случайного события. Закон умножения вероятностей.
Под вероятностью случайного события в математике понимают меру возможности осуществления данного события в конкретных условиях эксперимента (испытания).
Вероятностью Р(А) случайного события А называется отношение количества т элементарных событий, благо-приятствующих событию А, к общему количеству элементарных событий п:P*(A)=m/n
Р(А)=0/п=0 2. Вероятность достоверного события равна единице:количество т элементарных событий, благоприятствующих достоверному событию А, равно общему количеству п этих элементарных событий, получаем:
Р(А) = п/ п=1 Теорема умножения вероятностей: вероятность совместного появления независимых событий равна произведению их вероятностей. Для двух событий
Р(А и В) = Р(А) • Р(В). (2.6)Докажем эту теорему. Так как события А и В независимы, то каждому из т1 случаев, благоприятствующих А, соответствуют т2 случаев, благоприятствующих В. Таким образом, общее число случаев, благоприятствующих совместному появлению событий А и В, равно т1 т2. Аналогично, общее число равновозможных событий равно п1 п2, где п1 и п2 — числа равновозможных событий соответственно для А и В. Имеем
Теорема
умножения вероятностей усложняется,
если определяется
вероятность события, состоящего из
совместного появления двух зависимых
между собой событий. В том случае,
когда событие В выполняется при условии,
что событие
А имело место, вероятность совместного
появления двух
этих событий равна
Р(А и В) = Р(А) • Р(В/А), (2.8)где Р(В/А) — условная вероятность, т. е. вероятность события В при условии, что событие А состоялось.