Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению «011200 Физика»



Скачать 216.91 Kb.
Дата05.05.2016
Размер216.91 Kb.
ТипПрограмма


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Факультет нано- и биомедицинских технологий

УТВЕРЖДАЮ:

Проректор по учебно-методической работе,

профессор


__________________________ Е.Г. Елина
«_____» ___________________ 2011 г.
программа

вступительного экзамена в магистратуру
по направлению «011200 Физика»
(профиль «Медицинская физика»)
ФГОС утвержден приказом №637 от 18 ноября 2009 г.

Саратов – 2011



Содержание программы

Раздел 1. Анатомия и физиология человека

1.Введение в физиологию и анатомию: основные задачи, методы исследования, взаимосвязь с другими науками. Значение анатомии и физиологии. Общий обзор организма человека. Органы и системы органов. Основные понятия о нервной и гуморальной регуляции функций организма. Значение обратных связей.

2.Понятие о возбудимых тканях. Основные свойства возбудимых тканей. Потенциал покоя и потенциал действия. Строение синапса и физиология синап-тической передачи возбуждения.

3.Общий план строения нервной системы. Строение спинного мозга. Рефлекторная и проводниковая функции спинного мозга. .Строение и функции вегетативной нервной системы.

4.Строение головного мозга. Черепно-мозговые нервы. Функции заднего, среднего, промежуточного мозга, мозжечка, коры больших полушарий.

5.Опорно-двигательная система. Скелет человека. Типы соединения костей. Состав, строение костей.

6.Мышцы, их строение, классификация. Строение мышечного волокна. Механизм мышечного сокращения.

7.Кровеносная система. Круги кровообращения. Артерии, вены, капилляры. Строение сердца, сердечный цикл. Свойства сердечной мышцы. Проводящая система сердца. Нейрогуморальная регуляция работы сердца. Нейрогуморальная регуляция артериального давления.

8.Система крови. Состав и функции крови. Эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Группы крови.

9. Лимфатическая система, общий план строения. Лимфа и лимфообразование.

10.Дыхательная система. Строение дыхательной системы. Дыхательные движения. Механизм вдоха и выдоха. Легочная вентиляция. Дыхательные объемы. Газообмен. Нейрогуморальная регуляция дыхания.

11.Пищеварительная система. Строение и функции отделов пищеварительного тракта (ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник). Железы пищеварительной системы - слюнные, подже-лудочная, печень, железы желудка и кишечника. Ферменты.

12.Строение и функции мочевыделительной системы. Строение почки. Нефрон. Механизм образования мочи.

13.Эндокринная система. Железы внутренней секреции, гормоны.

14.Половая система.

Литература



  1. Анатомия и физиология человека [Текст] : учебник / Н. И. Федюкович ; науч. ред. И. К. Гайнутдинов. - 12-е изд. - Ростов н/Д : Феникс, 2008. - 478 с.

  2. Анатомия человека [Текст] : учебник : в 2 т. / под ред. М. Р. Сапина. - 6-е изд., перераб. и доп. Т. 2. - М. : Медицина : Шико, 2009. - 639

  3. Биология. Человек [Текст] : в 2 ч. / Л. А. Панфилова. - Саратов : Лицей, 2006. Ч. 1. - Саратов : Лицей, 2006. - 80с.


Раздел 2. Медицинская биохимия

  1. Основные понятия органической и биоорганической химии.

Классификация органических соединений. Ациклические и циклические. Карбоциклические и гетероциклические. Алициклические и ароматические. Гомологи, изологи и производные. Номенклатуры органических соединений. Эмпирическая, рациональная, систематическая. Специальные номенклатуры в медицинской биохимии. Основные классы органических соединений и их функциональные группы. Пространственная структура биоорганических молекул и виды изомерии

  1. Методы исследования, применяемые в медицинской биохимии.

Химические методы. Специфичность условий и методов исследования, определяемая особенностями исходного материала. Учёт влияния температуры, pH, концентрации веществ на критические изменения в поведении компонентов. Методы определения относительного количества различных химических элементов. Методы отделения низкомолекулярных соединений от высокомолекулярных. Методы дробления высокомолекулярных соединений и определения состава осколков молекул высокомолекулярных соединений. Методы восстановления структуры молекул. Физические методы. Спектроскопические методы. Дифракционные методы. Оптические методы. Масс-спектроскопия. Математические и вычислительные методы. Машинный поиск закономерностей строения. Моделирование работы отдельных систем и их взаимосвязь.

  1. Низкомолекулярные соединения.

Фосфаты. Карбоновые кислоты. Сахара. Аминокислоты. Пурины и пиридины.

  1. Углеводы.

Биологическая роль углеводов. Классификация углеводов. Моносахариды. Олигосахариды. Полисахариды.

  1. Липиды.

Биологическая роль липидов. Классификация липидов. Жирные кислоты. Глицериды. Воска. Фосфолипиды. Гликолипиды. Стероиды.

  1. Белки.

Функции белков. Специфические методы выделения и очистки белков. Аминокислотный состав белков. Физико-химические свойства белков. Структурная организация белков. Первичная структура. Вторичная структура. Третичная структура. Четвертичная структура. Классификация белков.

  1. Нуклеиновые кислоты.

Химический состав нуклеиновых кислот. Структура нуклеиновых кислот. Функции ДНК. Классификация РНК.

  1. Ферменты.

Классификация и номенклатура ферментов. Основные свойства ферментов. Механизм действия ферментов. Кинетика действия ферментов. Факторы, определяющие активность фермента. Влияние pH и температуры на скорость реакции. Влияние концентраций субстрата и фермента на скорость реакции. Активирование и ингибирование ферментативных процессов. Внутриклеточная локализация ферментов. Проблемы медицинской энзимологии. Иммобилизованные ферменты.

  1. Витамины.

Общие представления о витаминах и краткая история развития учения о витаминах. Методы определения витаминов. Классификация витаминов. Витамины, растворимые в жирах (витамины группы А, группы D, K, E). Витамины, растворимые в воде (B1, B2, B3, B6, B12, C, H, P, PP, фолиевая кислота).

  1. Метаболизм клетки

Строение клетки. Регуляция клеточной деятельности. Работа клетки.

  1. Биоэнергетика

Источники энергии. Реакции энергетического обмена.

  1. Пути обмена веществ

Метод ингибиторов. Изотопный метод. Центральные метаболические пути.

  1. Структура и функции генов

Молекулярная структура хромосом. ДНК как передатчик информации. Генетический код. Синтез ДНК. Репликация. Транскрипция – синтез информационной РНК. Рибосомная и транспортная РНК. Синтез белка. Трансляция. Мутации генов. Пенетрантность и экспрессивность.

  1. Перспективы развития медицинской биохимии

Дифференцировка клеток высших организмов. Организация и механизм функционирования генома. Выяснение молекулярных механизмов узнавания, наследственных заболеваний, злокачественного роста, иммунитета, памяти.

Литература



  1. Биохимия [Текст] : учебник / В. П. Комов, В. Н. Шведова. - 2-е изд., испр. - М. : Дрофа, 2006. - 638с. - (Высшее образование: Современный учебник). - Предм. указ.: с. 620-630. - ISBN 5-358-01012-2 (в пер.) Допущено М-вом образования Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению 655500 Биотехнология УДК 577.1(075.8)

  2. Биохимия [Текст] : учеб. для вузов / под ред. Е. С. Северина. - 3-е изд., испр. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2006. - 779с. - Предм. указ.: с. 760-779 . - ISBN 5-9704-0236-2 (в пер.). Рекомендовано УМО по мед. образованию вузов России в качестве учеб. для студентов мед. и фармацевт. вузов. УДК 577.1(075.8)

  3. Биоорганическая химия [Текст] : учебник / Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. - 5-е изд., стер. - М. : Дрофа, 2006. - 542с. - (Высшее образование: Современный учебник). - Предм. указ.: с. 526-539. - Библиогр.: с. 525. - ISBN 5-358-01511-6 (в пер.). Допущено М-вом образования Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов вузов

  4. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов [Текст] : учебник / Ю. А. Ершов [и др.] ; под ред. Ю. А. Ершова. - 6-е изд., испр. - М. : Высш. шк., 2007. – 559с. - Библиогр.: с. 548 . - Предм. указ.: с. 549-556. - ISBN 5-06-003626-X (в пер.). Рекомендовано М-вом образования и науки Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов вузов, обучающихся по мед., биол., агроном., ветеринар., экол. специальностям. УДК 612.015(075.8) 577.1(075.8)

Раздел 3. Биомеханика органов и тканей


  1. Механические свойства биологических тканей и жидкостей. Особенности механических свойств биологических тканей и жидкостей. Механические свойства костной ткани, хрящей, ткани кровеносных сосудов, мышц, кожи, нервной ткани.

  2. Внешние воздействия на организм человека. Классификация внешних воздействий. Динамические кратковременные воздействия. Вибрационная биомеханика. Невесомость. Тепловые воздействия.

  3. Биомеханика сердца. Строение и функционирование сердца.

  4. Биомеханика сосудистой системы. Строение и функционирование сосудистой системы. Лимфатические сосуды. Строение артериальных сосудов в норме и патологии. Строение венозных сосудов в норме и патологии. Строение лимфатических сосудов в норме и патологии. Течение крови в сосудах. Экспериментальные исследования поведения стенок кровеносных сосудов.

  5. Биомеханика дыхательных путей. Строение структур и органов дыхательных путей. Механические свойства структур и органов дыхательных путей.

  6. Биомеханика опорно-двигательного аппарата. Строение и функционирование скелетных мышц. Механические свойства скелетных мышц. Строение и механические свойства сухожилий. Вспомогательный аппарат мышц. Строение и функционирование пассивной части аппарата движения. Синовиальная среда суставов. Строение позвоночника и свойства его структур. Управление движением.

  7. Биомеханика глаза. Строение глаза. Механические свойства глаза и его структур.

  8. Биомеханика слуха. Строение и функционирование слухового аппарата. Механические свойства уха и его структур. Модели структур уха и слуха.

  9. Биомеханика вестибулярного аппарата. Строение и функционирование вестибулярного аппарата. Экспериментальные исследования механических свойств вестибулярного аппарата и его структур.

  10. Биомеханика речеобразования. Строение и функционирование органов речи. Экспериментальные исследования процессов речеобразования. Механические свойства органов речеобразования. Биомеханика пищеварительной системы. Строение и функционирование пищеварительной системы.

  11. Биомеханика органов выделения. Строение и функционирование кожи. Механические и теплофизические свойства кожи. Строение и функционирование мочевых органов. Физико-механические свойства и модели элементов и структур мочевых органов.

  12. Основные интегральные характеристики свойств материалов имплантантов и требования к ним. Полимерные материалы для эндопротезирования. Применение полимеров и композитов в сердечно-сосудистой хирургии. Композиты и полимеры в эндопротезах суставов и связок. Мембраны для оксигенации и диализа. Использование полимеров в офтальмологии. Материалы с эффектом памяти в эндопротезировании.

  13. Биомеханика искусственных органов. Биомеханика искусственных клапанов сердца. Конструкции искусственных клапанов сердца. Биомеханика вспомогательного кровообращения. Методы вспомогательного кровообращения. Конструкции и материалы элементов ВК.

  14. Биомеханика электрокардиостимуляторов. Электростимуляция сердца. Электроды для электрокардиостимуляции. Задачи биомеханики электрокардиостимуляторов.

  15. Биомеханика искусственного сердца. Искусственное сердце. Задачи биомеханики искусственного сердца. Гидродинамические исследования искусственного сердца.

  16. Биомеханика искусственных легких, почки, печени. Биомеханика оксигенаторов. Биомеханика диализаторов. Биомеханика «вспомогательной печени».

Литература

  1. Попов Г.И. Биомеханика (3-е изд., стер.) учебник. ВПО. – М.: Академия, 2008. – 256 с.

  2. Волькенштейн М.В.Биофизика: Учебное пособие. 3-е изд. -Санкт-Петербург Лань, 2008.-608 с.


Раздел 4. Биофизика неионизирующих излучений

  1. Биофизические эффекты воздействия электромагнитных полей; постоянные и низкочастотные поля; СВЧ и УВЧ- поля.

  2. Типы строения белков. Первичная, вторичная, третичная четвертичная структура белка. Кофакторы. Физические модели ДНК. Конформационный анализ ДНК. Особенности действия высокоинтенсивного лазерного УФ-излучения на ДНК. Фоторективация и фотозащита.

  3. Основные факты о строении клеточной мембраны. Перенос малых молекул через мембрану. Пассивный транспорт с помощью белковых каналов и белков переносчиков. Диффузия через мембрану. Активный транспорт. ( Na + K )-насос. Роль ( Na + K )-насоса в поддержании допустимого осмотического давления в клетке. Транспорт за счет ионных градиентов.

  4. Симпорт, антипорт. Транспорт путем векторного переноса групп. Обменники. Регулировка pH. Сквозной транспорт через клетки кишечника. Механизм действия некоторых гормонов. Перенос макромолекул и частиц.

  5. Электромагнитные поля - важный фактор среды, влияющий на живые организмы различного уровня организации. Классификация электромагнитного излучения по частотам. Деление электромагнитных волн на неионизирующее и ионизирующее излучение с точки зрения их взаимодействия с тканью. Общие аспекты применения различных частотных участков электромагнитного излучения в соответствии с рассмотренной классификацией (с основным акцентом на медицину). Электромагнитное излучение человека. Некоторые медицинские аспекты взаимодействия электромагнитного излучения с биологическими объектами. Общие сведения об аппаратуре СВЧ, КВЧ и УВЧ диапазонов медицинского назначения.

  6. Методы получения электромагнитного излучения сантиметрового диапазона. Распространение электромагнитных волн в прямоугольном металлическом волноводе. Типы волн. Критическая длина волны. Длина волны в волноводе. Постоянная распространения волны и ее связь с параметрами заполняющей волновод среды.

  7. Коэффициенты прохождения и отражения волны в волноводе, содержащем объект, полностью заполняющий волновод по поперечному сечению. Распространение волны в волноводе, частично заполненном средой. СВЧ резонаторы. Резонансная частота и добротность резонатора.

  8. Миллиметровые волны в биологии и медицине. Методы получения электромагнитного излучения миллиметрового диапазона. Особенности взаимодействия низко интенсивных миллиметровых волн с биологическими объектами различной сложности. Применение низко интенсивных миллиметровых волн в медицинской практике. КВЧ-терапия и ее аппаратурное обеспечение. О механизме воздействия низко интенсивных миллиметровых волн на организм человека.

  9. КВЧ-излучение и клеточные метаболиты. NO (оксид азота) – универсальный регулятор физиологических и метаболических процессов как отдельной клетки, так и организма в целом. Биология молекулы оксид азота NO - новое направление биологической науки. Окись азота - как сигнальная молекула в кардиоваскулярной системе. Электромагнитное излучение КВЧ диапазона с частотами, соответствующими вращательным молекулярным спектрам поглощения и излучения (МСПИ) молекул клеточных метаболитов – новый фактор миллиметровой терапии. Генераторы вращательных молекулярных спектров клеточных метаболитов. Влияние КВЧ излучения на частотах МСПИ важнейших клеточных метаболитов на биологические объекты.

  10. Информационное взаимодействие в живых объектах, подвергнутых воздействию электромагнитных КВЧ колебаний. Неионизирующее излучение в окружающей среде и их опасность. Гигиеническое нормирование электромагнитного излучения.

  11. Влияние переменного электрического и магнитного полей на биообъекты. Влияния переменного электрического и магнитного полей на частоту сердцебиений дафнии. Эффект синхронизации движения органов биообъекта внешним электрическим воздействием.

  12. Лазерная медицина: физические основы лазеров, типы лазеров, применяемых в медицине, биофизические эффекты лазерного излучения; особенности взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями; лазерная хирургия, лазерно-стимулированные фотодинамические процессы и их использование в медицине. Фотодинамическая терапия. Применение низко-интенсивного лазерного излучения.

Литература

  1. Антонов В.Ф. Биофизика. 3-е изд. Испр. И доп. - М.: Владос, 2006.-287 с.

  2. Волькенштейн М.В. Биофизика: учебное пособие. -3-е изд. -СПб; М; Краснодар: Лань.2008-594с.

  3. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Усанов А.Д., Рытик А.П. Биофизические аспекты воздействия электромагнитных полей: Учеб. пособие для студ. фак. нано- и биомед. технологий, обучающихся по спец. «Медицинская физика» и направлению «Биомедицинская инженерия». – http://medphys.sgu.ru/education/books.html

  4. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Феклистов В.Б., Вениг С.Б. Измерение параметров полупроводников, микро- и наноструктур на СВЧ – http://solid.sgu.ru/rus/kaf.htm


Раздел 5. Медицинская электроника и измерительные преобразователи

  1. Биомедицинские сигналы. Измерительные преобразователи и усилители. Частотная фильтрация биосигналов. Тепловой шум. Формула Найквиста. Дробовой шум. Формула Шотки.

  2. Аналоговые методы обработки информации. Пассивные RC- и LRC-цепи. Фильтр нижних частот. Фильтр верхних частот. Компенсированный делитель напряжения. Пассивный полосовой RC-фильтр. Мост Вина Робинсона. Двойной Т - образный фильтр. Операционный усилитель. Свойства операционного усилителя. Принцип отрицательной обратной связи. Неинвертирующий усилитель. Инвертирующий усилитель. Аналоговые вычислительные схемы. Схема суммирования. Схема вычитания. Схема интегрирования. Схема дифференцирования.

  3. Интегральные цифровые схемы комбинационного типа: основные логические функции и реализующие их элементы; мультиплексоры; дешифраторы; сумматоры. Приоритетные и двоичные шифраторы. Компараторы кодов. Каскадирование компараторов. Арифметико-логические устройства.

  4. Интегральные цифровые схемы со структурами последовательностного типа. Классификация триггеров. Логическое функционирование триггеров. Асинхронный и синхронный триггеры; триггер типа "защелка" и счетный триггер. Схема триггера с управлением фронтом. Синхронизация сигнала разрешения на триггере. Регистры: параллельный и последовательный. Схема вычисления разности значений кодов в двух последовательных тактах. Счетчики. Схемы делителя частоты. Принципы построения и синтеза цифровых счетчиков.

  5. Аналогово-цифровое преобразование биосигналов. Моделирование ЦАП с весовыми резисторами и ЦАП лестничного типа. Микросхемы ЦАП и АЦП. Уменьшение разрядности в ЦАП и АЦП. Схемы построения АЦП с параллельным интерфейсом ввода/вывода. АЦП последовательного приближения. Функция регистра последовательных приближений. АЦП с двойным интегрированием.

  6. Электрокардиография. Биоэлектрические основы электрокардиографии. Мембранная теория возникновения биопотенциалов. Основные функции сердца. Функции автоматизма, проводимости, возбудимости, рефрактерности. Формирование нормальной ЭКГ. Форма зубцов P, Q, R, S, T. Электрокардиографическая аппаратура. Электрокардиографические отведения. Анализ электрокардиограммы. ЭКГ при различных нарушениях функционирования сердца. ЭКГ при нарушениях сердечного ритма, функции проводимости, ишемической болезни сердца. Принцип суточного мониторирования ЭКГ. Холтеровский монитор ЭКГ. Электрокардиография высокого разрешения. Спектральный анализ. Спектрально-временное картирование.

  7. Импедансометрия. Ангиография: аортография, коронарография.

  8. Электрофизиологические методы исследования нервной системы.

Литература

  1. Кореневский Н.А. Проектирование электронной медицинской аппаратуры для диагностики лечебных воздействий./http://texnic.ru/books/opis/med_tex001.htm

  2. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Абрамов А.В. Видеотехнологии автоматизированного контроля: Учеб. пособие для студентов физ. фак. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001. 96 с.

  3. Скрипаль Ан.В., Абрамов А.В., Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В. Автоматизированные системы научных исследований: Учеб. Пособие для студентов физ. фак. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2004. 144с.: ил.


Раздел 6. Основы сенсорики

  1. Наука о сенсорах – сердцевина информационной технологии. Основные понятия. Понятие сенсора (датчика). Основные характеристики сенсоров. Классификация сенсоров по принципу действия (физические, химические, биосенсоры). Требования к современным датчикам.

  2. Материалы для сенсорики. «Умные» материалы для сенсоров и исполнительных устройств (актуаторов). Классификация «умных» материалов.

  3. Физические эффекты в твердых телах, используемых для создания сенсоров. Эффекты, зависящие от переноса электронов и дырок, а также связанные с зонной структурой материалов. Эффекты, связанные либо с диэлектрическими свойствами материалов, либо относящиеся к кинетическим явлениям, обусловленными частицами, отличными от электронов и дырок. Эффекты (резонансные), которые могут быть описаны при рассмотрении дискретных уровней энергии, а не непрерывных зон. Физические сенсоры, их классификация.

  4. Физические эффекты модуляции излучения в волоконных световодах, используемые для создания волоконно-оптических сенсоров. Физические явления, используемые в сенсорах с волокном в качестве линии передачи. Физические явления, используемые в волоконно-оптических датчиках с оптическим волокном в качестве чувствительного элемента. Классификация волоконно-оптических сенсоров.

  5. Химиосенсорика и биосенсорика. Химические сенсоры и биосенсоры. Основные сведения. Функциональная схема химических (био-)сенсоров. Основные типы физических преобразователей (трансдьюсеров). Распознающие элементы. Аналитические характеристики. Области применения.

  6. Электрохимические сенсоры и биосенсоры. Основные типы. Потенциометрические газовые сенсоры и биосенсоры. Амперометрические сенсоры. Кондуктометрические сенсоры и биосенсоры. Сенсоры и биосенсоры на основе полупроводниковых полевых транзисторов.

  7. Оптические химиосенсоры и биосенсоры. Конструкции, типы. Применение эффектов поглощения света и флуоресценции. Сенсоры, основанные на спектроскопии внутреннего отражения. Сенсоры на основе эффекта резонанса поверхностных плазмонов.

  8. Гравиметрические (пьезоэлектрические) химические сенсоры и биосенсоры.

  9. Термометрические химические сенсоры.

  10. Микроэлектронные датчики для медико-биологических исследований.

  11. Перспективы развития сенсорики. Микросенсорика. МЕМС- и МОЕМС-системы – новое перспективное направление развития датчиков и исполнительных устройств. Тенденция развития «от сенсоров к микроаналитическим системам».

  12. Сенсорика и нанотехнология. Наносенсорика. Наноскопические сенсоры. Клеточные биосенсоры.

Литература

  1. Основы наноэлектроники: учеб. пособие / В. П. Драгунов, И. Г. Неизвестный, В. А. Гридчин. - М.: Физматкнига: Логос: Унив. кн., 2006. – 494 с.

  2. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры.-М.: Техносфера, 2005.

  3. Каттралл Р.В. Химические сенсоры.-М.:Научный мир, 2000.-144с.


Раздел 7. Современные проблемы медицинской физики

  1. Медицина критических состояний. Системы мониторинга в медицине критических состояний. Методы и средства анестезиологического мониторинга.

    1. Мониторинг показателей сердечно-сосудистой системы. Контроль параметров сердечного ритма. Мониторинг параметров давления крови. Мониторинг сердечного выброса.

    2. Нейромышечный мониторинг. Проблема контроля нейромышечной функции во время наркоза. Инструментальная оценка уровня НМБ. Методики мониторинга уровня НМБ.

    3. Респираторный мониторинг. Принципы мониторинга функции внешнего дыхания. Диагностические показатели газообмена и газов крови. Мониторинг степени насыщения гемоглобина крови кислородом. Мониторинг напряжения кислорода в крови. Мониторинг дыхательных газов.

  2. Отражательная и флуоресцентная спектроскопия кожи человека. Структура кожи. Формирование спектра отражения кожи. Формирование спектра флуоресценции кожи. Определение индексов эритемы и меланина кожи.

  3. Компьютерная диагностика состояния организма по параметрам пульсовой волны. Физические основы функции системы кровообращения. Гидродинамические основы кровообращения. Пульсовая волна. Скорость пульсовой волны в крупных сосудах. Работа и мощность сердца. Аппараты искусственного кровообращения.

  4. Электронный парамагнитный резонанс и его применение в медико-биологических исследованиях. Электронный парамагнитный резонанс. Поглощение электромагнитных волн. ЭПР спектрометр.

  5. Электрокардиография. Принцип суточного мониторирования ЭКГ. Холтеровский монитор ЭКГ. Электрокардиография высокого разрешения. Спектральный анализ. Спектрально-временное картирование.

  6. Автоматизированные комплексы высокого разрешения.

    1. Ультразвуковые допплеровские системы для медицины. Измерения скорости потока крови в аорте с помощью ультразвукового датчика.

    2. Импульсные допплеровские системы. Мультисканирующий Допплер.

    3. Тепловизионные технологии в медицине. Принцип устройства тепловизора. Термограмма лица. Тепловое изображение передней поверхности брюшной стенки человека.

    4. Диагностический тепловизор на МДП-структурах InAs-SiO2-SiN4-In2O3.

Литература

  1. Стеркина Е.Л., Сокиркина Л.И., Усанов Д.А. , Скрипаль А.В.  Современные проблемы медицинской физики: Учеб. пособие для студентов факультета нано- и биомедицинских технологий – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. – 160 с.: ил.

  2. Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине [Текст] : учеб. пособие / Д. А. Усанов [и др.] ; под ред. Д. А. Усанова ; Сарат. гос. ун-т им. Н. Г. Чернышевского. - Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2007. - 119, [1] с. –

  3. Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика – М.: Дрофа, 2005. 558 с.

  4. Калакутский Л..И., Манелис Э.С. Аппаратура и методы клинического мониторинга: Учебное пособие. - М., Высшая школа, 2004. 156с.

  5. Капелько В.И. Гидродинамические основы кровообращения // Соросовский образовательный журнал. 1996. №2 с.44-50.

  6. Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы. /Под ред. Т.С.Виноградовой – М.:Медицина, 1986. 416 с.



Раздел 8. Радиационная физика


1. Основы физики ионизирующих излучений.

Рентгеновское излучение, тормозное и характеристическое. Комптон-эффект. Рассеяние заряженных частиц, формула Резерфорда. Эффективные сечения. Размеры и форма ядер. Энергия связи ядер. Дефект массы. Устойчивость ядер. Основные свойства ядерных сил. Магнитный (спиновый) момент ядер, ядерный магнитный резонанс. Кулоновский и ядерный потенциалы. Ядерные модели. Ядерные реакции. Радиоактивный распад ядер. Альфа-распад. Бета-распад. Радиоактивные ряды. Гамма-излучение ядер. Ядерная спектроскопия.

2. Взаимодействие проникающих излучений с веществом.

Взаимодействие проникающих излучений с веществом. Прохождение заряженных частиц через вещество. Прохождение рентгеновских и -квантов через вещество. Прохождение нейтронов через вещество

3. Источники и методы регистрации проникающих излучений

Источники и методы регистрации проникающих излучений. Изотопные источники заряженных частиц и -квантов. Источники нейтронов. Ускорители заряженных частиц. Тормозное и синхротронное излучение. Методы регистрации проникающих излучений.

4. Физические основы радиобиологии и радиационной медицины.

Классификация видов излучений по типу взаимодействия с биологической средой. Первичные процессы поглощения энергии ионизирующего излучения в биологической среде. Радиолиз воды и его влияние на биохимические реакции. Основные закономерности действия ионизирующего излучения разных энергий и видов на макромолекулы, клетки, организм.

5. Основы дозиметрии и защиты от излучения.

Качество излучения. Эффективная и эквивалентная дозы. Формирование дозных полей в дистанционной лучевой терапии. Методы формирования дозных полей. Оптимизация условий облучения. Дозиметрия и контроль при облучении. Метрология и безопасность при использовании ионизирующих излучений



Литература

  1. Общий курс физики [Текст] : учеб. пособие для вузов : в 5 т. / Д. В. Сивухин. - 3-е изд., стер. - М. : ФИЗМАТЛИТ. Т. 5 : Атомная и ядерная физика. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 782, [2] с. - ISBN 978-5-9221-0645-0 (в пер.) Рекомендовано Мин-вом образования РФ в качестве учеб. пособия для студентов физ. специальностей вузов
    УДК 539.1(075.8) 539.18(075.8)

  2. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) [Текст] : учебник / Ю. Б. Кудряшов ; под ред. В. К. Мазурика, М. Ф. Ломанова ; МГУ им. М. В. Ломоносова. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 442, [6] с. : рис. - ISBN 5-9221-0388-1 (в пер.) Допущено М-вом образования Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальностям 012200-Биофизика, 010700-Физика атомного ядра и частиц, 014000-Медицинская физика, -014200-Биохимическая физика УДК 613(075.8) 577.34(075.8)



  3. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения), М.: Физматлит, 2004.

  4. Тараканов А.В, Сучков С.Г. Физика атомного ядра и элементарных частиц. Учеб. пособие для студ. естеств. фак-тов университетов, часть 1, Изд-во Сарат. ун-та, 2004.

  5. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. М.: Атомиздат, 1974.

  6. Иванов В.И. Курс дозиметрии. М. Энергоатомиздат, 1988.

  7. Тимофеев-Ресовский Н.В., Савич А.В., Шальнов М.И. Введение в молекулярную радиобиологию.-М.: Медицина, 1981.

  8. Кудряшов Ю.Б., Бернфельд Б.С. Основы радиационной биофизики. М. Изд-во МГУ, 1982.

  9. Линденбратен Л.Д., Лясс Ф.М. Медицинская радиология. М. Медицина, 1979.

Раздел 9. Основы интроскопии


1. Рентгенодиагностические системы получения изображения. Рентгеновская установка и формирование изображения. Взаимодействие квантов. Основные физические параметры (контраст, нерезкость изображения, шум, доза). Рентгеновские трубки. Спектры рентгеновского излучения. Приемники изображения. Цифровая рентгенография. Современные радиовизиографические системы. Клиническое применение. Биологическая безопасность.

2. Рентгеновская трансмиссионная компьютерная томография. Необходимость получения изображений заданных сечений. Принципы получения изображений. Компьютерные (КТ) сканеры. Наборы проекций. Информация, содержащаяся в проекциях. Теорема о центральном сечении. Реконструкция методом двумерного преобразования Фурье. Метод свертки и обратного проецирования. Практическая реализация метода. Клиническое применение рентгеновской компьютерной томографии. Специализированные КТ сканеры. Доза рентгеновского облучения. Биологическая безопасность.

3. Получение изображений с помощью радиоизотопов. Аппаратура для визуализации. Радионуклиды, применяемые для визуализации. Радиоактивный распад. Получение радионуклидов. Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ). Принцип регистрации совпадений аннигилирующих квантов. Клинические приложения. Визуализация сердца. Визуализация органов дыхания. Визуализация почек. Исследование печени и селезенки. Исследование эндокринной системы. Исследование опухолей и воспалительных процессов.

4. Ядерный магнитный резонанс, ядерно-магнитная резонансная томография, методы реконструкции изображений, измерительные устройства, обработка и анализ визуальной информации. Зависимость времени релаксации от свойств среды. Спиновое эхо. Принципы отображения. Основные принципы построения изображения. Представление изображения. Артефакты изображения. Методы построения изображения. Биологическая безопасность. Преимущества магнитно-резонансной томографии. Противопоказания к ее проведению. Клиническое применение.



Литература

  1. Ремизов, Александр Николаевич Учебник по медицинской и биологической физике [Текст] : учеб. для вузов / А. Н. Ремизов, А. Г. Максина, А. Я. Потапенко. - 8-е изд., стер. - М. : Дрофа, 2008. – 558 (5 экз)

  2. Календер, Вилли А.. Компьютерная томография. Основы, техника, качество изображений и области клинического использования [Текст] / В. А. Календер ; пер. с англ. А. В. Кирюшина, А. Е. Соловченко под ред. В. Е. Синицына. - М. : Техносфера, 2006. - 343, [1] с. : рис. - (Мир биологии и медицины). - Библиогр.: с. 311-319. (5 экз)

  3. Аливердиев, Абутраб Александрович. Разработка разрешенных по времени интегрально-геометрических методов в физических исследованиях [Текст] : автореф. дис. ... д-ра физ.-мат. наук : 05.13.18 / А. А. Аливердиев ; науч. консультант М. Г. Каримов ; Дагест. гос. ун-т, Ин-т физики им. Х. Амирханова ДНЦ РАН. - Астрахань : [б. и.], 2010. - 35 с. - Библиогр.: с. 28-33 (5 экз)

  1. Руководство по оптической когерентной томографии [Текст] / под ред. Н. Д. Гладковой, Н. М. Шаховой, А. М. Сергеева. - М. : ФИЗМАТЛИТ : Мед. кн., 2007. - 296 с. : рис., табл., фот. - Библиогр. в конце глав. - ISBN 978-5-9221-0820-1

  2. Ультразвук в медицине. Физические основы применения [Текст] = hysical Principles of Medical Ultrasonics / под ред. К. Хилла, Дж. Бэмбера, Г. тер Хаар; пер. с англ. под ред. Л. Р. Гаврилова, В. А. Хохловой, О. А. Сапожникова. – 2- е изд., перераб. и доп. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 539

  3. Джаксон, Мейер Б. Молекулярная и клеточная биофизика [Текст] Molecular and Cellular Biophysics / М. Б. Джаксон ; пер. с англ. под ред. А. П. Савицкого, А. И. Журавлева. - М. : Мир, 2009 ; М. : БИНОМ. Лаб. знаний, 2009. – 551

Раздел 10. Биомедицинские нанотехнологии

  1. Сканирующая зондовая микроскопия

Принципы работы сканирующих зондовых микроскопов. Сканирующие элементы (сканеры) зондовых микроскопов. Конструкции пьезосканеров. Нелинейность, крип, гистерезис пьезокерамики. Устройства для прецизионных перемещений зонда и образца. Защита зондовых микроскопов от внешних воздействий. Защита от вибраций, акустических шумов. Стабилизация термодрейфа. Формирование и обработка СЗМ изображений.

  1. Сканирующая туннельная микроскопия

Принципы сканирующей туннельной микроскопии. Туннельный ток. Зонды для туннельных микроскопов. Измерение локальной работы выхода. Измерение ВАХ туннельного контакта. Туннельная спектроскопия. ВАХ контакта металл–металл. ВАХ контакта металл–полупроводник. ВАХ контакта металл–сверхпроводник.

  1. Сканирующая атомно-силовая микроскопия

Принципы сканирующей атомно-силовой микроскопии. Зондовые датчики атомно-силовых микроскопов. Контактная атомно-силовая микроскопия. Зависимость силы от расстояния между зондовым датчиком и образцом. Колебательные методики атомно-силовой микроскопии. Вынужденные колебания кантилеверов. Бесконтактный режим колебаний кантилеверов. «Полуконтактный» режим колебаний кантилеверов.

  1. Сканирующие электросиловая, магнито-силовая, ближнеполевая оптическая микроскопии.

Принципы электросиловой микроскопии. Принципы магнитно-силовой микроскопии. Квазистатические методики. Колебательные методики. Ближнеполевая оптическая микроскопия. Зонды на основе оптического волокна. Метод контроля расстояния зонд-поверхность в ближнеполевом оптическом микроскопе. Конфигурация ближнеполевого оптического микроскопа.

  1. Методы исследования биологических и органических объектов и структур

Основные методы исследования биологических и органических объектов и структур (достоинства и недостатки): Дифракционные методы. Электронная микроскопия. Оптические методы.

  1. Лазерные технологии контроля нановибраций и перемещений.

Эффект автодинного детектирования в полупроводниковых лазерах. Спектральные методы анализа автодинного сигнала нановибраций и перемещений. Лазерная диагностика тремора глаз. Лазерная диагностика колебаний барабанной перепонки.

Литература



  1. Неволин, Владимир Кириллович. / Зондовые нанотехнологии в электронике : учеб. пособие / В. К. Неволин. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Техносфера, 2006. - 159, [1] с. - (Мир электроники). - Библиогр.: с. 155-157.

  2. Нанотехнологии. Наноматериалы. Наносистемная техника. Мировые достижения - 2008 год : сборник / под ред. П. П. Мальцева. - М. : Техносфера, 2008. - 430с.

  3. Медицинские технологии: от нано масштабов до организма в целом / И. Е. Голуб [и др.] ; Иркут. гос. мед. ун-т. - 1-е изд. - Иркутск : ИГМУ [изд.], 2007. - 148 с.


Декан факультета нано- и биомедицинских

технологий, профессор С.Б. Вениг
Зав. кафедрой медицинской физики

профессор, д.ф.-м.н. А.В. Скрипаль




Каталог: sites -> default -> files -> textdocsfiles -> 2014
2014 -> Вечные вопросы в романе М. А. Булгакова «Мастер и Маргарита»
2014 -> Золотая пропорция в рекламе
2014 -> Рабочая программа дисциплины Полимеры в развитии общества Направление подготовки 020100 Химия Профиль подготовки
2014 -> Рабочая программа дисциплины
2014 -> Законные основания и моральные нормы пересадки внутренних органов в современной России
2014 -> Рабочая программа дисциплины Полимеры медико-биологического назначения Направление подготовки 020100 Химия Профиль подготовки
2014 -> Н. Г. Чернышевского адаптация личности в современном мире межвузовский сборник

Скачать 216.91 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница