Broomshtein

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЛЕЧЕБНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Методические рекомендации для студентов, обучающихся по специальности

201000 Биотехнические системы и технологии

Составитель

Ю.М. Брумштейн

Издательский дом «Астраханский университет»

2012

УДК 616.07

ББК

Т38

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом Астраханского государственного университета

Рецензент

кандидат медицинских наук, заместитель главного врача по организационно-методической работе Александро-Мариинской областной клинической больницы

Д.А. Захаров

Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий : методические рекомендации / сост. Ю. М. Брумштейн. – Астрахань : Астраханский государственный университет, Издательский дом «Астраханский университет», 2012. – 34 с.

Представлены рекомендации по подготовке и оформлению курсовых работ по дисциплине «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий». Наряду с типичными темами курсовых работ, приведено описание структуры курсовой работы, технические требования к ее оформлению, указания по содержанию презентаций для защиты курсовых работ.

Предназначены для студентов 3 курса, обучающихся по специальности «Биотехнические системы и технологии».

©Астраханский государственный университет, Издательский дом «Астраханский университет», 2012

©Ю. М. Брумштейн, составление, 2012

2

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Занятия по дисциплине «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий» предусматриваются для студентов 3 курса очного обучения по программе бакалавриата по специальности 201000 «Биотехнические системы и технологии».

Данные методические указания включают в себя следующие разделы: общую характеристику дисциплины «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий»; типовые темы курсовых работ; описание технологии (порядка) подготовки и защиты курсовой работы; состав подготавливаемых (представляемых) студентами материалов по курсовой работе; требования к содержанию и оформлению текста курсовой работы; требования к содержанию и оформлению презентации, предназначенной для защиты курсовой работы; перечень основных вопросов, задаваемых при защите курсовой работы; список вопросов для самоконтроля; перечень литературы, рекомендуемой к использованию при подготовке курсовой работы; критерии определения оценки, выставляемой студентам за курсовую работу.

Данная курсовая работа предназначена для закрепления и углубления знаний, полученных в процессе изучения курса «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий».

Вспомогательной задачей, решаемой в рамках данной курсовой работы, является отработка студентами технологий подготовки и защиты последующих курсовых работ, дипломного проекта (включая соблюдение технических требований по оформлению материалов). Поэтому в данных методических указаниях значительное внимание уделяется этим вопросам.

Подготовка курсовой работы по данной дисциплине позволяет студентам творчески подойти к подбору материала для выбранной темы, предоставляет возможности провести его анализ и сделать адекватные выводы.

Оптимальным вариантом является выбор такой темы курсовой работы, чтобы собранный материал мог быть использован для подготовки дипломной работы, подачи заявок на гранты, написания научных статей, выступлений на студенческих научных конференциях и пр.

Замечание. При подготовке научных статей следует руководствоваться техническими требованиями соответствующих редакций журналов. Как пример приведем требования к материалам, представляемым для публикации в журнале «Управление и высокие технологии», издаваемом Астраханским государственным университетом (http://www.aspu.ru/izdateliskaya- deyatelnost/1536-pamiatka-avtoru.html).

При подготовке курсовой работы целесообразно использовать не только литературу, перечисленную в данном методическом пособии, но и материалы из Интернета, «свежие» публикации из научных журналов, материалы научных конференций по профильной тематике.

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАДИСЦИПЛИНЫ «ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЛЕЧЕБНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ»

Дисциплина «технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий» является важнейшей составной частью профессиональной подготовки студентов по специальностям «Инженерное дело в ме- дико-биологической практике и «Биотехнические системы и технологии».

Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий (а также биомедицинская техника, предназначенная для их реализации), появились и развиваются в силу необходимости удовлетворения потребностей в медицинской помощи, повышения ее качества, обеспечения доступности медпомощи в различных условиях.

Впроцессе развития медицины, как отдельной отрасли профессиональной деятельности, было достаточно быстро осознано, что обычных средств визуального наблюдения пациентов, оценивания их состояния с применением только органов чувств человека-врача недостаточно для сколько-нибудь полноценной диагностики состояния организма, определения видом заболеваний. Технические средства лечения (обеспечивающие реализацию различных методик лечения) развивались параллельно с медикаментозными и иными средствами воздействия на пациентов.

Использование технических методов/средств диагностических исследований и лечебных воздействий в настоящее время является практически обязательным элементом деятельности любого лечебно-профилактического учреждения, абсолютного большинства врачей. Расширяется также и их применение самими пациентами в надомных условиях.

Внастоящее время технические методы/средства диагностики в сфере биологии и медицины развиваютсяпо нескольким основным направлениям:

- расширение функциональности оборудования, в т.ч. добавление новых, нетрадиционных возможностей и/или их комбинаций;

- повышение объективности и точности измерения различных параметров биообъектов, в т.ч. человеческого организма в целом, его отдельных органов, функциональных подсистем;

- увеличение разрешающей способности, четкости при получении изображений с использованием видимого и невидимого излучения;

- развитие относительно новых интроскопических методов, включая рентгеновскую и магнитно-резонансную томографию, позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ),ультразвуковые методыисследованийи пр.;

- повышение интеллектуальности (глубины) анализа данных за счет применения в медико-диагностическом оборудовании (или совместно с ним) средств информатизации и пр.

Эти процессы сопровождаются: повышением сложности конструкций медико-биологических диагностических систем; увеличением объемов и

4

интеллектуальности используемого программного обеспечения; изменением требований к параметрам среды эксплуатации оборудования, качеству энергоснабжения и пр.

Технические методы/средства лечения также интенсивно развиваются, в т.ч. в отношении расширения функциональных возможностей оборудования, улучшения интерфейса с пользователем, снижения побочных воздействий и пр. Существенно, что технические средства лечебных воздействий могут применяться как «автономно», так и в комбинации с медикаментозными воздействиями, мануальной терапией, психологическим внушением; средствами непрерывного автоматизированного мониторинга состояния пациентов и пр.

В связи с указанными причинами возник (или стал значительно более актуальным) ряд вопросов, связанных со следующими направлениями:

1)изучением функциональных возможностей медицинской техники, в т.ч. узкоспециализированного и многофункционального оборудования;

2)изучением характеристик (параметров) различных видов медоборудования – находящегося в эксплуатации и предлагаемого на рынке;

3)выбором оптимальных моделей медоборудования из числа прелагаемых на рынке (для замены существующего оборудования, комплексного оснащения новых медучреждений или их подразделений) – с учетом функциональных возможностей, стоимости и пр.;

4)оценкой оптимальной продолжительности эксплуатации оборудования в медучреждениях - с учетом его физического износа в процессе эксплуатации и морального старения;

5)оценкой эффективности использования технических средств диагностических исследований и лечебных воздействий: в амбулаторных и стационарных медучреждениях; в рамках деятельности служб скорой медицинской помощи; на дому у пациентов.

Основными целями изучения дисциплины «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий» являются:

- освоение теоретических знаний в отношении реализации технических методов в рамках медицинских технологий;

- получение основных сведений о направлениях применения различных видов медоборудования для целей диагностики и лечения различных видов травм и заболеваний;

- ознакомление студентов с основными сведениями о практических технологиях применения медоборудования для целей диагностики и лечения;

- ознакомление студентов с фактически эксплуатируемыми в медучреждениях России техническими средствами (оборудованием) для проведения диагностических исследований и организации лечебных воздействий на пациентов;

5

-изучение функциональных возможностей и стоимостей современных моделей оборудования, которое предлагается на рынке различными производителями, а также тенденций выпуска новых моделей;

-получение студентами теоретических знаний и некоторых практических сведений по вопросам техники безопасности при эксплуатации медицинского оборудования – с позиций врачей и пациентов;

-ознакомление студентов с вопросами техники безопасности при профилактике и ремонте медоборудования;

-получение студентами важнейших сведений в отношении «гарантийных сроков» эксплуатации медоборудования и условиях, которые должны соблюдаться чтобы «гарантия» не утрачивалась.

При изучении курса «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий» предполагается использование студентами ранее полученных знаний прежде по физике (механика, акустика, учение о теплоте, электричество, магнетизм, оптика, атомная физика); анатомии и физиологии человека, биофизике, элементам электронных схем. Если соответствующие знания недостаточны, то рекомендуется их восстановить («освежить») по тем или иным учебникам.

Предполагается, что указанные знания были получены студентами как

всредней школе, так и уже во время занятий в университете - в т.ч. в рамках курса «Введение в специальность».

Основные компетенции, которые должны быть приобретены студентами в результате изучения курса «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий»

Общекультурные компетенции (ОК):

способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

готовность к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-6);

Общепрофессиональные компетенции:

способность понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способность самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

готовность оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6)

Компетенции по видам деятельности (проектно-конструкторская деятельность):

способность анализировать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников в сфере биотехнических систем и технологий (ПК-7).

6

Компетенции по видам деятельности (научно-исследовательская деятельность):

способность анализировать современное состояние проблем в предметной области биотехнических систем и технологий (включая биомедицинские и экологические задачи), ставить цели и задачи научных исследований (ПК-16);

способность выбирать оптимальные методы и методики изучения свойств биологических объектов и формировать программы исследований

(ПК-17).

Компетенции по видам деятельности (организационно-управленческая деятельность):

готовность участвовать в проведении технико-экономического и функционально-стоимостного анализа рыночной эффективности создаваемого продукта (ПК-23).

ТИПОВЫЕ ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ

Общее замечание. Поскольку предлагаемые темы имеют разный объем раскрываемого материала, то в зависимости от объема работы студент подготавливает от одной до трех тем. Конкретные названия тем и их количество согласовываются студентом с преподавателем.

Темы курсовых работ по направлению «Диагностика»

1.Антропометрия (Цели и основные направления исследований. Важнейшие измеряемые параметры. Технологии проведения измерений размеров и веса. Типичные точности измерений. Динамометрия. Используемое для антропометрии оборудование, в т.ч. электронное).

2.Механокардиография – направления и методы исследований, приме-

няемая аппаратура (Сфигмография и флебография, баллистокардиография, динамокардиография, кинетокардиография. Механическая плетизмография. Состав получаемых данных и их диагностическое значение).

3.Акустические методы и аппаратура для исследования работы сердца человека (Цели использования акустических методов. Функциональные возможности. Прослушивание шумов сердца и фонокардиография. Системы «отведения» в фонокардиографии. Тоны Короткова.)

4.Акустические методы и инструментарий для исследования работы легких и бронхов (Механические стетоскопы. Механические фонендоскопы. Комбинированные устройства. Электронные фонендоскопы).

5.Аудиометрия (Цели исследований. Тональная аудиометрия. Речевая аудиометрия. Аппаратура для проведения аудиометрии).

6.Методы и аппаратура электрокардиографии (Физические принципы электрокардиографии. Модели эквивалентных генераторов сердечной

7

э.д.с. Треугольник Эйнтховена. Скалярная и векторная электрокардиография. Системы отведений в скалярной и векторной электрокардиографии. Структурные и принципиальные электрические схемы аппаратуры для электрокардиографии. Представление электрокардиографической информации на «твердых» носителях. Представление информации в электронной форме и ее хранение. Методы анализа электрокардиографической информации. Основные заключения, которые делаются по результатам анализа электрокардиограмм.)

7.Методы и аппаратура для измерения давления крови в магистраль-

ных сосудах (Прямые и косвенные измерения. «Ручные» и автоматические методы измерениядавления. Профессиональноеи бытовое оборудование для измерения артериального давления. Биомеханические измерения гидродинамических показателей системы кровообращения. Характеристики скорости движения крови и способы их измерения. Расходные характеристики сосудов.Понятиео характеристиках«пульсовой волны» и ихизмерениях.)

8.Использование пульсоксиметров для мониторинга частоты пульса

(Назначение пульсоксиметров. Физические принципы работы – в отношении определения частоты пульса и сатурации крови кислородом. Места укрепления пульсоксиметров на теле человека. Факторы, которые могут препятствовать нормальной работе пульсоксиметров).

9.Методы и аппаратура для измерения параметров дыхания и комплексного исследования механических проявлений жизнедеятельности че-

ловека (Оценка механических параметров системы дыхания. Спирография, тахоспирография, волюмоспирография, пневмотахометрия – принципиальные основы методов, оборудование для проведения диагностических исследований. Современные методы контроля наличия/остановки дыхания у человека).

10.Методы и аппаратура для комплексного исследования характеристик человека при функциональной диагностике (Велоэргомерия. Исследо-

вания с помощью бегущих дорожек. Методы регистрации параметров подвижности конечностей человека).

11.Диагностические исследования, связанные с электропроводностью живых биотканей (Цели исследований и физические принципы, лежащие в их основе. Схемы измерения электрического сопротивления тканей — для постоянного и переменного тока. Импедансная плетизмография. Реография, интегральная реография тела. Кожно-резистивная реакция.).

12.Электроемкостные, электрографические и смежные с ними мето-

ды. (Электроемкостной метод регистрации функций организма. Функциональная емкость. Электроемкостная плетизмография. Аппаратура для электроемкостных исследований. Электрографическая регистрация биопотенциалов. Методики электрографических исследований. Скалярные

ивекторные методы. Регистрация биопотенциалов. Аппаратура для электрографических исследований. Электрогастрография.).

8

13.Электроэнцефалографические методы исследований. (Цели. Диаг-

ностические возможности и ограничения. Системы отведений. Медикобиологические показатели и параметры сигнала. Вызванные потенциалы

иих регистрация. Электрокортикография. Аппаратура для электроэнцефалографии. Требования к помещениям для проведения исследований).

14.Магнитографические методы исследований. (Магнитокардиогра-

фия. Измерение малых напряженностей магнитного поля. Электромагнитная регистрация полей организма. Методы наглядного отображение результатов. Анализ получаемых результатов. Сопоставление получаемых результатов с результатами, полученными другими методами).

15.Физико-химические методы исследований в биологии и медицине

(Цели и функциональные возможности. Спектроскопия, спектрофотометрия и пр. – аппаратура и методы проведения исследований. Особенности выполнения фотометрических исследований в биологии и медицине. Единицы измерения для исследуемых величин. Оптические характеристики биотканей, органов, биологических жидкостей. Фотометрические параметры. Источники методических погрешностей и методы ихкомпенсации).

16.Рентгеноскопия и рентгенография в медицине человека (Назначе-

ние. Показания и противопоказания к использованию. Физические принципы. Взаимодействие рентгеновского излучения с биологическими тканями. Методы, основанные на использовании рентгеновского излучения. Рентгеноскопия, рентгенография, флюорография.А ппаратура для проведения исследований. Методы защиты помещений и индивидуальной защиты медицинского персонала).

17.Методы исследований на основе ультразвука (Назначение и функ-

циональные возможности методов. Физические принципы действия аппаратуры. Параметры и законы распространения ультразвука в биотканях. Преимущества и недостатки по сравнению с другими интроскопическими методами. Аппаратура для проведения УЗИ-исследований. Регистрация и отображение информации. Организация долгосрочного хранения информации. Выводы, которые могут делаться по результатам УЗИ исследований).

18.Рентгеновская томография (Цели, функциональные возможности, физические принципы, аппаратура, состав получаемых результатов, их визуализация и интерпретация).

19.Магнитно-резонансная томография (цели, функциональные воз-

можности, физические принципы, аппаратура, состав получаемых результатов, их визуализация и интерпретация).

20.Позитронно-эмиссионая томография (Цели, функциональные воз-

можности, физические принципы, аппаратура, состав получаемых результатов, их визуализация и интерпретация).

21.Методы исследования на основе использования гамма-камер (Цели исследований, функциональные возможности, физические принципы, ап-

9

паратура, состав получаемых результатов, их визуализация и интерпретация, вопросы техники безопасности).

22.Методы исследований, связанных с тепловым режимом биобъектов. (Показатели, характеризующие тепловое излучение биообъектов. Основные законы излучения. Измерение температуры тела. Термометрия. Методы калориметрии при изучении теплопродукции биообъектов. Излучательная способность тела. Термография. Тепловизоры и их использование. Методы измерениятемпературы при термографическихисследованиях).

23.Методы, аппаратура и программные средства для исследования психофизических и психофизилогических характеристик организмов (Цели исследований и их диагностические возможности. Исследования психофизических характеристик сенсорных систем, психофизические тесты. Офтальмоэргономические исследования.).

24.Методы, аппаратура, программные средства и тестовые материалы для исследования психологических характеристик человека (Цели исследова-

ний и их диагностические возможности. Исследования психологических характеристик человека с помощью ПЭВМи соответствующего программного обеспечения. Понятие о валидности психологических тестов. Адаптивное психологическое тестирование. Использование электроэнцефалографии, регистрации двигательных реакций и других инструментальных средств для объективной оценки реакций человека на внешниестимулы).

Типовые темы курсовых работ по направлению лечение

25.Основные классы заболеваний человека (причины, распростра-

ненность, возможные подходы к лечению, возможные методы лечения, фазы заболеваний, последствия заболеваний).

26.Типичные виды травм человека (причины, распространенность,

методы лечения или замещения утраченных функций, последствия травм, понятие реабилитации после травм, способы реабилитации, методы контроля процессов реабилитации).

27.Нормативное регулирование лечебных воздействий в сфере здра-

воохранения (основные нормативные акты федерального характера, их функциональное назначение, ведомственные нормативные акты, стандарты лечения, должностные инструкции медперсонала)

28.Использование пропускания постоянного тока через тело человека

влечебных целях. (Гальванизация. Применение для нагрева тканей. Аппаратура для «электросна»).

29.Электрофорез. (Типы оборудования, используемые для электрофореза. Управление параметрами электрофореза. Состав веществ, используемых для электрофореза. Возможности и недостатки использования электрофореза в лечебных целях.)

30.Методы лечения на основе переменных токов различной формы

(Понятие переменного тока. Параметры переменного тока. Использование переменного тока для лечебныхцелей в медицинечеловека.Аппаратура).

10