ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА

ФИЗИКА. МАТЕМАТИКА

Рекомендуется для специальностей

060101 Лечебное дело

Квалификация выпускника – специалист

1. Цели и задачи дисциплины:

Цель – формирование у студентов-медиков системных знаний о физических свойствах и физических процессах, протекающих в биологических объектах, в том числе в человеческом организме, необходимых для освоения других учебных дисциплин и формирования профессиональных врачебных качеств.

Задачи:

• приобретение студентами методологической направленности, существенной для решения проблем доказательной медицины;
• формирование у студентов логического мышления, умения точно формулировать задачу, способность вычленять главное и второстепенное, умения делать выводы на основании полученных результатов измерений;
• приобретение студентами умения делать выводы на основании полученных результатов измерений;
• изучение разделов прикладной физики, в которых рассматриваются принципы работы и возможности медицинской техники, применяемой при диагностике и лечении (медицинская физика);
• изучение элементов биофизики: физические явления в биологических системах, физические свойства этих систем, физико-химические основы процессов жизнедеятельности;
• обучение студентов методам математической статистики, которые применяются в медицине и позволяют извлекать необходимую информацию из результатов наблюдений и измерений, оценивать степень надежности полученных данных;
• формирование у студентов умений пользования пакетами прикладных компьютерных программ по статистической обработке медико-биологической информации;
• формирование навыков изучения научной литературы;
• обучение студентов технике безопасности при работе с медицинским оборудованием.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к математическому, естественнонаучному циклу.

теоретические знания по математике и физике, практические навыки компьютерной грамотности в объеме, предусмотренном программой средней школы.

Для освоения дисциплины «Физика. Математика» необходимы умения и знания школьного курса физики и математики, а также приобретаемые при изучении дисциплины «Математика»:

• Погрешности измерений
• Оценка качества измерений
• Статистика

Данная дисциплина является предшествующей для освоения дисциплин согласно п. 5.2 настоящей Программы.

На лечебном факультете дисциплина «Физика. Математика» является предметом, необходимым для изучения химических и профильных дисциплин, которые преподаются параллельно с данным предметом или на последующих курсах. Освоение дисциплины «Физика. Математика» должно предшествовать изучению физиологии, биохимии, микробиологии и вирусологии, гигиене, общественному здоровью, неврологии, оториноларингологии, офтальмологии, лучевой диагностике и лучевой терапии, инфекционных болезней.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

способности и готовности анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

способности и готовности к анализу значимых политических событий и тенденций, к ответственному участию в политической жизни, к овладению основными понятиями и закономерностями мирового исторического процесса к уважительному и бережному отношению историческому наследию и тенденциям, к оценке политике государства; знать историко-медицинскую терминологию (ОК-3);

способности и готовности к логическому и аргументированному анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики, редактированию текстов профессионального содержания, к осуществлению воспитательной и педагогической деятельности, к сотрудничеству и разрешению конфликтов, к толерантности (ОК-5);

способности и готовности осуществлять свою деятельность с учетом принятых в обществе моральных и правовых норм, соблюдать правила врачебной этики, законы и нормативно - правовые акты по работе с конфиденциальной информации, сохранять врачебную тайну (ОК-8).

способности и готовности выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

способности и готовности к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

способности и готовности проводить и интерпретировать опрос, физикальный осмотр, клиническое обследование, результаты современных лабораторно-инструментальных исследований, морфологического анализа биопсийного, операционного и секционного материала, написать медицинскую карту амбулаторного и стационарного больного (ПК-5);

способности и готовности проводить патофизиологический анализ клинических синдромов, обосновывать патогенетически оправданные методы (принципы) диагностики, лечения, реабилитации и профилактики среди взрослого населения и подростков с учетом их возрастно-половых групп (ПК- 6);

способности и готовности проводить судебно-медицинское освидетельствование живых лиц; трактовать результаты лабораторных исследований объектов судебно-медицинской экспертизы в случае привлечения к участию в процессуальных действиях в качестве специалиста или эксперта (ПК- 8);

способности и готовности к работе с медико-технической аппаратурой, используемой в работе с пациентами, владеть компьютерной техникой, получать информацию из различных источников, работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; применять возможности современных информационных технологий для решения профессиональных задач (ПК-9);

способности и готовности применять современные социально-гигиенические методики сбора и медико-статистического анализа информации о показателях здоровья взрослого населения и подростков на уровне различных подразделений медицинских организаций (акушерско-гинекологический, педиатрический сельский врачебный участок) в целях разработки научно-обоснованных мер по улучшению и сохранению здоровья мужчин и женщин (ПК-10);

способен и готов использовать методы оценки природных и медико-социальных факторов среды в развитии болезней у взрослого населения и подростков, проводить их коррекцию, осуществлять профилактические мероприятия по предупреждению инфекционных, паразитарных и не инфекционных болезней, проводить санитарно просветительную работу по гигиеническим вопросам (ПК- 11);

способности и готовности анализировать проведение туберкулинодиагностики и флюорографические осмотры взрослого населения и подростков с целью раннего выявления туберкулеза, оценить их результаты проводить отбор взрослого населения и подростков для наблюдения с учетом результатов массовой туберкулинодиагностики, оценить её результаты (ПК-13);

способности и готовности проводить противоэпидемические мероприятия, защиту населения в очагах особо опасных инфекций, при ухудшении радиационной обстановки и стихийных бедствиях (ПК-14);

способности и готовности выявлять у пациента основные патологические симптомы и синдромы заболеваний, используя знания основ медико-биологических и клинических дисциплин с учетом законов течения патологии по органам, системам и организма в целом, анализировать закономерности функционирования различных органов и систем при различных заболеваниях и патологических процессах, использовать алгоритм постановки диагноза (основного, сопутствующего, осложнений) с учетом Международной статистической классификации болезней и проблем связанных со здоровьем (МКБ), выполнять основные диагностические мероприятия по выявлению неотложных и угрожающих жизни состояний (ПК- 17);

способности и готовности анализировать и интерпретировать результаты современных диагностических технологий по возрастно-половым группам пациентов с учетом их физиологических организма человека для успешно лечебно-профилактической деятельности, провести диагностику физиологической беременности, участвовать в проведении судебно-медицинской экспертизы (ПК- 18);

способности и готовности выполнять основные лечебные мероприятия при наиболее часто встречающихся заболеваниях и состояниях у взрослого населения и подростков, способных вызвать тяжелые осложнения и (или) летальный исход: заболевания нервной, эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, мочеполовой систем и крови, своевременно выявлять жизнеопасные нарушения (острая кровопотеря, нарушение дыхания, остановка сердца, кома, шок), использовать методики их немедленного устранения, осуществлять противошоковые мероприятия (ПК- 19);

способности и готовности осуществлять взрослому населению и подросткам первую врачебную помощь в случае возникновения неотложных и угрожающих жизни состояниях, в экстремальных условиях эпидемий, в очагах массового поражения, проводить госпитализацию больных в плановом и экстренном порядке, проводить лечебно-эвакуационные мероприятия в условиях чрезвычайной ситуации (ПК- 21);

способности и готовности давать рекомендации по выбору оптимального режима двигательной активности в зависимости от морфофункционального статуса, определять показания и противопоказания к назначению средств лечебной физкультуры, физиотерапии, рефлексотерапии, фитотерапии, гомеопатии и др. средств немедикаментозной терапии, использовать основные курортные факторы при лечении взрослого населения и подростков (ПК- 24);

способности и готовности использовать нормативную документацию, принятую в здравоохранении (законы Российской Федерации, технические регламенты, международные и национальные стандарты, приказы, рекомендации, терминологию, международные системы единиц (СИ), действующие международные классификации) а также документацию для оценки качества и эффективности работы медицинских организаций (ПК-27);

способности и готовности использовать знания организационной структуры, управленческой и экономической деятельности медицинских организаций различных типов по оказанию медицинской помощи взрослому населению и подросткам, анализировать показатели работы их структурных подразделений, проводить оценку эффективности современных медико-организационных и социально экономических технологий при оказании медицинских услуг пациентам (ПК- 28);

способности и готовности обеспечивать рациональную организацию труда среднего и младшего медицинского персонала медицинских организаций (ПК- 29);

способности и готовности изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК- 31);

способности и готовности к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

• Экологические и этические аспекты воздействий физических факторов на человека
• Основы применения физических факторов для диагностики и лечения: ультразвук, звук, электромагнитные волны, радионуклиды, ионизирующие излучения.
• Физические параметры, характеризующие функциональное состояние органов и тканей: механические, электрические, электромагнитные, оптические.
• Физические явления и процессы, лежащие в основе жизнедеятельности организма и их характеристики.
• Правила техники безопасности при работе с физическими приборами.

Уметь:

• Измерять физические параметры и оценивать физические свойства – биологических объектов с помощью механических, электрических и оптических методов.
• Осуществлять математическую обработку результатов измерений. Самостоятельно работать с литературой

Владеть:

• Навыками пользования измерительными приборами, вычислительными средствами, статистической обработки результатов, основами техники безопасности при работе с аппаратурой.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы:

Общая трудоемкость дисциплины составляет _______ зачетных единиц.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
Аудиторных занятий (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Самоподготовка
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость час зач. ед.

5. Содержание дисциплины:

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1		2	3
1.		Основы математического анализа	Производные и дифференциалы. Применение методов дифференциального исчисления для анализа функций. Производные сложных функций. Правила интегрирования. Вычисление неопределенных и определённых интегралов. Методы решения дифференциальных уравнений первого порядка с разделяющимися переменными.
2		Основы теории вероятностей и математической статистики	Понятие о доказательной медицине. Случайное событие. Определение вероятности (статистическое и классическое). Понятие о совместных и несовместных событиях, зависимых и независимых событиях. Теоремы сложения и умножения вероятностей. Непрерывные и дискретные случайные величины. Распределение дискретных и непрерывных случайных величин, их характеристики: математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратичное отклонение. Нормальный и экспоненциальный законы распределения непрерывных случайных величин. Функция распределения. Плотность вероятности. Стандартные интервалы. Основы математической статистики. Генеральная совокупность и выборка. Объём выборки, репрезентативность. Статистическое распределение (вариационный ряд). Гистограмма. Характеристики положения (мода, медиана, выборочная средняя) и рассеяния (выборочная дисперсия и выборочное среднее квадратическое отклонение). Оценка параметров генеральной совокупности по характеристикам её выборки (точечная и интервальная). Доверительный интервал и доверительная вероятность. Сравнение средних значений двух нормально распределенных генеральных совокупностей.
3		Механика жидкостей и газов. Биомеханика. Акустика	Физические методы, как объективный метод исследования закономерностей в живой природе. Значение физики для медицины. Механические волны. Уравнение плоской волны. Параметры колебаний и волн. Энергетические характеристики. Эффект Доплера. Дифракция и интерференция волн. Звук. Виды звуков. Спектр звука. Волновое сопротивление. Объективные (физические) характеристики звука. Субъективные характеристики, их связь с объективными. Закон Вебера-Фехнера. Ультразвук, физические основы применения в медицине. Физические основы гемодинамики. Вязкость. Методы определения вязкости жидкостей. Стационарный поток, ламинарное и турбулентное течения. Формула Ньютона, ньютоновские и неньютоновские жидкости. Формула Пуазейля. Число Рейнольдса. Гидравлическое сопротивление в последовательных, параллельных и комбинированных системах трубок. Разветвляющиеся сосуды. Закон Гука. Модуль упругости. Упругие и прочностные свойства костной ткани. Механические свойства тканей кровеносных сосудов.
4.		Процессы переноса в биологических системах. Биоэлектрогенез	Биологические мембраны и их физические свойства. Виды пассивного транспорта. Уравнения простой диффузии и электродиффузии. Уравнение Нернста-Планка. Понятие о потенциале покоя биологической мембраны. Равновесный потенциал Нернста. Проницаемость мембран для ионов. Модель стационарного мембранного потенциала Гольдмана-Ходжкина-Каца. Понятие об активном транспорте ионов через биологические мембраны. Механизмы формирования потенциала действия на мембранах нервных и мышечных клеток.
	5.	Электрические и магнитные свойства тканей и окружающей среды.	Процессы, происходящие в тканях под действием электрических токов и электромагнитных полей. Частотная зависимость порогов ощутимого и неотпускающего токов. Пассивные электрические свойства тканей тела человека. Эквивалентные электрические схемы живых тканей. Полное сопротивление (импеданс) живых тканей, зависимость от частоты. Электрический диполь. Электрическое поле диполя. Токовый диполь. Электрическое поле токового диполя в неограниченной проводящей среде. Представление о дипольном эквивалентном электрическом генераторе сердца, головного мозга и мышц. Модель Эйнтховена. Генез электрокардиграмм в трех стандартных отведениях в рамках данной модели.
	6.	Основы медицинской электроники.	Основные понятия медицинской электроники. Безопасность и надежность медицинской аппаратуры. Особенности сигналов, обрабатываемых медицинской электронной аппаратурой и связанные с ними требования к медицинской электронике. Принцип действия медицинской электронной аппаратуры (генераторы, усилители, датчики). Техника безопасности при работе с электрическими приборами.
	7.	Оптика	Геометрическая оптика. Явление полного внутреннего отражения света. Рефрактометрия. Волоконная оптика. Оптическая система глаза. Микроскопия. Специальные приемы микроскопии. Волновая оптика. Дифракционная решетка. Дифракционный спектр. Разрешающая способность оптических приборов (дифракционной решетки, микроскопа). Поляризация света. Способы получения поляризованного света. Поляризационная микроскопия. Оптическая активность. Поляриметрия. Взаимодействие света с веществом. Рассеяние света. Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта-Бэра. Оптическая плотность. Тепловое излучение. Характеристики и законы теплового излучения. Спектр излучения чёрного тела. Излучение Солнца. Физические основы тепловидения.
	8.	Квантовая физика, ионизирующие излучения	Электронные энергетические уровни атомов и молекул. Оптические спектры атомов и молекул. Спектрофотометрия. Люминесценция. Закон Стокса для фотолюминесценции. Спектры люминесценции. Спектрофлуориметрия. Люминесцентная микроскопия. Лазеры и их применение в медицине. Понятие о фотобиологических процессах. Избирательность действия света, спектры действия фотобиологических процессов. Медицинские эффекты видимого и ультрафиолетового излучения. Рентгеновское излучение. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом, физические основы применения в медицине. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Взаимодействие -, - и -излучений с веществом. Радиолиз воды. Механизмы действия ионизирующих излучений на организм человека. Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощенная, экспозиционная и эквивалентная дозы. Радиационный фон. Защита от ионизирующего излучения. Физические основы интроскопии: рентгеновская компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, позитрон-эмиссионная томография.

5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми

(последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
		1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Нормальная физиология	+	+	+	+	+	+	+	+
2.	Биохимия	+	+	+	+	+	+	+	+
3.	Микробиология, вирусология	+	+	-	-	-	+	+	+
4.	Гигиена	+	+	+	-	+	+	+	+
5.	Общественное здоровье и здравоохранение, экономика здравоохранения	+	+	+	-	+	-	+	+
6.	Неврология, медицинская генетика, нейрохирургия	+	+	+	+	+	+	+	+
7.	Оториноларингология	+	+	+	+	+	+	+	+
8.	Офтальмология	+	+	+	+	+	+	+	+
9	Пропедевтика внутренних болезней, лучевая диагностика	+	+	-	+	-	+	-	+
10.	Онкология, лучевая терапия	+	+	-	+	-	+	-	+
11.	Инфекционные болезни	+	+	-	+	-	-	+	+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Л	ПЗ	ЛЗ	С	СРС	Всего час.
1.	Основы математического анализа
2.	Основы теории вероятностей и математической статистики
3.	Механика жидкостей и газов. Биомеханика. Акустика
4.	Процессы переноса в биологических системах. Биоэлектрогенез
5.	Электрические и магнитные свойства тканей и окружающей среды. Основы медицинской электроники.
6.	Оптика
7.	Квантовая физика, ионизирующие излучения

6. Лабораторный практикум:

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудоемкость (час)
1.		Статистическая обработка опытных данных
2.		Аудиометрия
3.		Физические основы ультразвуковых исследований
4.		Определение вязкости жидкости
5.		Изучение транспорта веществ через мембраны
6.		Пассивные электрические свойства тканей
7.		Физические основы электрографии
8.		Изучение физиотерапевтической аппаратуры
9.		Микроскопия
10.		Рефрактометрия
11.		Поляриметрия
12.		Концентрационная колориметрия
13.		Работа с лазером
14.		Дозиметрия

7. Практические занятия (семинары): Не предусмотрено.

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрено:

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

1. Ремизов А.Н. Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов. – 9-е изд., М.: Дрофа, 2009.

2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Учебник для студентов мед. вузов. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2008.

3. В.П.Омельченко, Э.В.Курбатова Практические занятия по высшей математике:учебное пособие. Ростов-на-Дону:Феникс. 2006. С. 350.

4. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. 2-е изд., перераб. и дополн. – М.:Дрофа, 2001. –288 с.

5. Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике. 3-е изд., перераб. и дополн. –М.:Дрофа, 2008. –192 с.

6. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш А.М., Вознесенскрий С.А., Козлова Е.К. Практикум по биофизике. – М.: ВЛАДОС, 2000.

б) дополнительная литература:

1. Монич В.А. Малиновская С.Л. Задачник по физике и биофизике. – НН: НГМА, 2008

2. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб, СпецЛит,2004.

3. Монич В.А. Малиновская С.Л. Введение в высшую математику и статистику. – НН: НГМА, 2006

4. Антонов В.Ф. Физика и биофизика. Практикум: учебное пособие для студентов мед. и фарм. вузов / Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.

5. Волобуев А.Н. Курс медицинской и биологической физики. - Самара: Самарский Дом печати, 2002.

6. Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. «Физико-химические основы фотобиологических процессов» М. Дрофа, 2006. С. 286.

7. Федорова В.Н., Фаустов Е.В., Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами. М., ГЭОТАР-Медиа. 2009.

8. Потапенко А.Я., Ремизов А.Н., Максина А.Г., Федорова В.Н., Архангельская Ю.С., Блохина М.Е., Дайняк Б.А., Степанов И.Я., Тихомиров А.М., Козырь Л.А., Лысенко Е.П., Мансурова Г.В., Плиско Л.Ф., Смирнова З.М., Чичук Т.В. Тесты по медицинской и биологической физике. Москва, РГМУ, 2008.

9. Волобуев А.Н., Кошев В.И., Петров Е.С., Биофизические принципы гемодинамики (гидродинамика течения крови). Самара. Самарский дом печати. 2009. С. 183.

в) программное обеспечение:

1. OS Linux Mandriva 2010 (или OS Windows XP, Vista, 7), набор офисных программ OpenOffice.org (илиMS Office 2003, 2007), пакет программ для статистической обработки данных Statistica, Интернет поисковики FireFox, или Explorer, Opera, или другие, программные средства для контроля знаний.

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

1. Интернет-сайты кафедр, например, http://rsmu.ru/pf_cmbf.html, базы данных medline, pubmed и др.

10. материально-техническое обеспечение дисциплины:

Лекционные аудитории и оборудованные физические лаборатории для выполнения студентами учебно-исследовательских работ, предусмотренных в лабораторном практикуме.

Для чтения лекций необходимы оверхед-проекторы, мультимедиа-проекторы, ноутбуки, набор таблиц и слайдов, комплект оборудования для проведения демонстраций физических опытов.

Для проведения лабораторных работ необходимы осциллографы, лазеры, ртутно-кварцевые лампы, звуковые генераторы, УЗ генераторы, поляриметры, фотоэлектроколориметры, рефрактометры, электрокардиографы, аппараты для УВЧ-терапии, компьютерный класс с возможностью выхода в интернет, аудиометры, набор датчиков для снятия медико-биологической информации, микроскопы, дифракционные решетки, флуориметры, детекторы ионизирующего излучения.

Для проведения практических занятий необходимы мультимедиа-проекторы, ноутбуки, набор демонстрационных таблиц и плакатов.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В учебном процессе для формирования и развития профессиональных навыков обучающихся используются следующие формы работы:

1. Лекции с демонстрацией физических экспериментов, а также с мультимедийной презентацией информации.

2. Практические занятия.

3. Лабораторные работы.

4. Активные формы проведения занятий:

• Деловые игры (3 практических занятия).
• Компьютерные симуляции физических экспериментов (5 лабораторных работ).
• Решение ситуационных задач (8 практических занятий).

5. Интерактивные формы проведения занятий:

Использование интернет ресурсов кафедр.

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляют 15% аудиторных занятий, а занятия лекционного типа – 25%.

Для оценки знаний и умений студента во время изучения дисциплины «Физика. Математика» используются рейтинговая и накопительная система оценки.

Текущий контроль знаний студентов на аудиторных занятиях осуществляется в устной форме (защита лабораторных работ, теоретические ответы на вопросы по лекционному материалу) и в письменной форме (оформление конспектов лекций и лабораторных работ, выполнение тестовых заданий, решение задач). После окончания курса практических занятий по математике проводится письменная контрольная работа.

Промежуточная аттестация проводится в виде компьютерного тестирования. Итоговая оценка знаний – зачёт в I семестре.

Оценка самостоятельной работы студента осуществляется по критерию раскрытости темы и интереса аудитории к презентации или реферату, профессионализме при подготовке и предоставлении материала.

Организация работы студентов в группах формирует такие качества как саморазвитие, самовоспитание, позволяет проводить научные исследования, как в составе группы, так и самостоятельно, участвовать в дискуссиях, логически аргументировать свою точку зрения, выстраивать социальные взаимоотношения в группе.

Примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации:

ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ:

Физические методы, как объективный метод исследования закономерностей в живой природе.

Методы дифференциальной диагностики на основе Байесовского подхода.

Корреляционный и регрессионный анализ в задачах медицины.

Методы дисперсионного анализа в медицинской статистике.

Анализ временных рядов при обработке электрокардиограмм.

Ионные каналы биологических мембран

Понятие об активно-возбудимых средах (АВС) особенности распространения волн возбуждения в АВС, тау-модель, ревербератор.

Физические основы магнито-кардиографии и магнито-энцефалографии

Воздействие видимого света на ткани человека, не обладающие специфическими рецепторами.

Воздействие ближнего инфракрасного света на ткани человека.

Воздействие ультрафиолетового света различных диапазонов на ткани человека.

Фотомедицина, настоящее и будущее.

Физические основы фоторецепции глаза.

Физические основы слуховой рецепции.

Датчики физических сигналов.

Физические основы СВЧ-термометрии.

Физические основы тепловидения.

Хемилюминесценция, механизмы ее генерации, применение хемилюминесцентных методов в медицине.

Люминесцентные метки и зонды.

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и его медико-биологические применения.

Физические принципы позитрон-эмиссионной томографии (ПЭТ). Применение методов ПЭТ в медицине.

примерный Перечень контрольных вопросов:

1. Задачи математической статистики. Генеральная и выборочная совокупности. Числовые характеристики статистических рядов. Оценка генеральной средней величины по выборке.
2. Эффект Доплера и его использование в медицине.
3. Звук. Физические характеристики звука. Характеристики слухового ощущения. Закон Вебера-Фехнера. Физические основы звуковых методов исследования в клинике.
4. Ультразвук (УЗ). Действие УЗ на вещество. Использование УЗ в медицине для лечения и диагностики.
5. Стационарное (ламинарное) течение. Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Гидравлическое сопротивление.
6. Механические свойства сосудов. Ударный объем крови. Пульсовая волна, скорость ее распространения. Физические основы клинического метода измерения давления крови.
7. Биологические мембраны, их структура и функции. Перенос незаряженных молекул (атомов) через мембраны. Перенос ионов через мембраны. Пассивный транспорт и его основные виды. Понятие об активном транспорте. Биоэлектрические потенциалы. Потенциал покоя. Механизм генерации потенциала действия.
8. Задачи исследования электрических полей в организме. Электрический диполь. Понятие о дипольном электрическом генераторе (токовом диполе). Теория Эйнтховена и объяснение электрокардиограмм.
9. Физические процессы, происходящие в тканях организма под действием токов и полей
10. Электромагнитная волна. Шкала электромагнитных волн.
11. Поляризация света. Вращение плоскости поляризации оптически активными веществами. Применение поляризованного света для решения медико-биологических задач: поляриметрия, поляризационная микроскопия.
12. Геометрическая оптика. Волоконная оптика и ее использование в медицине. Линза. Аберрации линз.
13. Оптическая система глаза: светопроводящий и световоспринимающий аппарат. Аккомодация. Расстояние наилучшего зрения. Ближняя точка глаза. Недостатки оптической системы глаза и способы их компенсации. Острота зрения.
14. Оптическая микроскопия. Предел разрешения микроскопа. Специальные приемы микроскопии.
15. Тепловое излучение тел. Характеристики теплового излучения. Законы теплового излучения. Тепловое излучение тела человека. Физические основы термографии.
16. Рентгеновское. Жесткое и мягкое рентгеновское излучение. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Закон ослабления потока рентгеновского излучения веществом. Физические основы применения рентгеновского излучения в медицине: рентгеноскопия, рентгенография, рентгеновская компьютерная томография и рентгенотерапия.
17. Радиоактивность как источник ионизирующего излучения. Основной закон радиоактивного распада. Биофизические основы действия ионизирующих излучений на организм. Биофизические основы использования радионуклидов в медицине.
18. Дозиметрия ионизирующих излучений. Поглощенная и экспозиционная дозы. Мощность дозы, связь мощности экспозиционной дозы и активности радиоактивного препарата. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Коэффициент качества. Эквивалентная доза. Эффективная эквивалентная доза. Коэффициент радиационного риска. Защита от ионизирующих излучений.
19. Взаимодействие света с веществом. Поглощение света. Рассеяние света.
20. Люминесценция. Количественный и качественный люминесцентный анализ. Люминесцентный микроскоп.
21. Фотобиологические процессы, их основные стадии. Понятие о фотомедицине.
22. Лазеры (оптические квантовые генераторы). Основные свойства лазерного излучения. Применение лазеров в медицине.

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ:

Тема: ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТКАНЯХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ТОКОМ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ

Задание 1 уровня (каждый правильный ответ оценивается в 1 балл).

Выберите правильный ответ:

1. Укажите физиотерапевтические методы, основанные на действии постоянного тока:

а) УВЧ-терапия;

б) гальванизация;

в) индуктотермия;

г) электрофорез; (+)

2. Укажите физиотерапевтические методы, основанные на действии электрического тока высокой частоты:

а) УВЧ-терапия;

б) гальванизация;

в) индуктотермия;

г) электрофорез;

д) диатермия; (+)

е) местная дарсонвализация. (+)

3. При электрофорезе между электродами и кожей помещаются...

а) сухие прокладки;

б) гидрофильные прокладки;

в) прокладки, смоченные раствором лекарственных веществ; (+)

г) прокладки, смоченные дистиллированной водой.

4. Порогом ощутимого тока называют...

а) силу тока, при которой человек не может самостоятельно разжать руку;

б) наименьшую силу тока, раздражающее действие которой ощущает человек; (+)

в) силу тока, которая возбуждает мышцы;

г) наибольшую силу тока, которая ощущается человеком.

5. Порогом неотпускающего тока называют...

а) минимальную силу тока, при которой человек не может самостоятельно разжать руку; (+)

б) наименьшую силу тока, раздражающее действие которой ощущает человек;

в) наименьшую силу тока, которая возбуждает мышцы;

г) наибольшую силу тока, которая ощущается человеком.

Задание 2 уровня (каждый правильный ответ оценивается в 2 балла).

Укажите правильные высказывания:

1. 1) Гальванизация представляет собой лечебный метод введения лекарственных веществ через кожу.

2) Гальванизация представляет собой лечебный метод воздействия постоянным током. (+)

3) Диатермия представляет собой лечебный метод воздействия высокочастотным током.

4) Порог неотпускающего тока не зависит от частоты тока.

2. 1) Электрофорез представляет собой метод введения лекарственных веществ через кожу при помощи постоянного тока. (+)

2) Диатермия представляет собой лечебный метод воздействия электрическим полем.

3) Гальванизация представляет собой лечебный метод воздействия током низкой частоты.

4) Порог неотпускающего тока зависит от частоты тока. (+)

3. 1) Метод УВЧ-терапии представляет собой метод воздействия на ткани и органы высокочастотным магнитным полем.

2) Метод УВЧ-терапии представляет собой метод воздействия на ткани и органы высокочастотным электрическим полем. (+)

3) Метод УВЧ-терапии представляет собой метод воздействия на ткани и органы высокочастотным током.

4) Порог ощутимого тока зависит от частоты тока. (+)

Задание 3 уровня (каждое правильно выполненное задание оценивается в 2 балла). Установите соответствия:

Физиотерапевтический метод:	Действующий фактор:
1) диатермия	а) ток высокой частоты;	1-б
2) индуктотермия	б) постоянный ток; (1;4)	2-в
3) УВЧ-терапия	в) переменное магнитное поле; (2)	3-г
4) электрофорез	г) переменное электрическое поле.(3)	4-б

1. Задание 4 уровня (правильный ответ оценивается в 3 балла).
2. Составьте высказывание из нескольких предложенных фраз:

1. А. ... - физиотерапевтический метод,

1) Диатермия; 2) Индуктотермия; 3) УВЧ-терапия; (+)

Б. который основан на воздействии на ткани...

1. переменным электрическим полем; (+)
2. 2) постоянным электрическим полем;

3) постоянным магнитным полем;

4) постоянным электрическим током.

В. При этом в тканях происходит...

1) генерация потенциала действия;

2) выделение тепла; (+)

3) изменение магнитной проницаемости.

2. А. Метод введения лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку называется...

1) гальванизация;

2) электрофорез; (+)

3)УВЧ-терапия;

4) диатермия.

Б. Для этой цели используют...

1) токи низкой частоты;

2) токи высокой частоты;

3) постоянный ток; (+)

4) электромагнитное поле.

В. Лекарственные вещества располагают на электродах с учетом следующего условия:

1) анионы вводят с катода; (+)

2) анионы вводят с анода;

3) катионы вводят с катода..

3. А. Количество теплоты, выделяющееся в тканях и органах при УВЧ-терапии, зависит от...

1) напряженности электрического поля; (+)

2) напряженности магнитного поля;

3) силы тока в цепи анодного контура;

4) частоты. (+)

Б. Количество теплоты зависит также от следующих характеристик ткани:

1) удельного сопротивления; (+)

2) плотности;

3) диэлектрической проницаемости; (+)

4) магнитной проницаемости.

Задание 5 уровня (каждый правильный ответ оценивается в 4 балла).

Решите задачу и укажите правильный ответ:

На рисунке изображены графики зависимости порогов ощутимого тока (1) и неотпускающего тока (2) от частоты.

1. Определите величину ощутимого тока J1 для частоты = 50 Гц.

1)1мА; (+)

2)15мА;

3)50мА.

2. Определите величину неотпускающего тока J2, для частоты = 50 Гц.

1)1мА;

2) 15мА; (+)

3) 50мА.

3. Во сколько раз величина неотпускающего тока J2 превосходит величину ощутимого тока J1 для частоты 50 Гц?

1) в 10 раз;

2) в 15 раз; (+)

3) в 50 раз.

ПРИМЕРЫ СИТУАЦИОННЫХ ЗАДАЧ:

Найдите закон убывания лекарственного препарата в организме человека, если через 1 час после введения 10 мг препарата его масса уменьшилась вдвое. Какое количество препарата останется в организме через 2 ч?	Вопросы: Составьте дифференциальное уравнение изменения во времени количества вещества m(t) в организме в общем виде. Обозначьте время полувыведения препарата Т. Рассчитайте – постоянную выведения вещества. Вычислите, какое количество препарата останется в организме через 2 ч Решение: Закон изменения во времени количества вещества m(t) в организме в общем виде записывается следующим образом: где – постоянная выведения вещества, T – время полувыведения препарата. По условиям задачи: mo=10 мг, T = 1 час. Закон выведения данного препарата: Через 2 часа останется:
4. Разрыв барабанной перепонки наступает при уровне интенсивности звука Lmax = 150дБ. Определите интенсивность, амплитудное значение звукового давления и амплитуду смещения частиц в волне для звука частотой = 1кГц, при которых может наступить разрыв барабанной перепонки.	Вопросы: Укажите формулу для уровня интенсивности звука. Определите интенсивность данного звука. Укажите формулу для интенсивности механической волны. Вычислите амплитуду донной звуковой волны. Решение: L = 10 lg (I/I0). Следовательно: Значения исходных данных: =1,29 кг/м3 ; =2··=6.28·103 1/с; C=330 м/с.
5. Скорость пульсовой волны в артериях составляет 8 м/с. Чему равен модуль упругости этих сосудов, если известно, что отношения радиуса просвета к толщине стенки сосуда равно 6, а плотность крови равна 1,15 г/см?	Вопросы: Укажите формулу для скорости пульсовой волны. Вычислите модуль упругости сосудов. Решение: , отсюда следует, что
6. Найдите объемную скорость кровотока в аорте, если радиус просвета аорты равен 1,75 см, а линейная скорость крови в ней составляет 0,5 м/с.	Вопросы: Укажите формулу связывающую объемную скорость течения жидкости со средней скоростью движения жидкости в сосуде. Вычислите объемную скорость течения жидкости. Решение: Объемная скорость течения жидкости связана со средней скоростью движения жидкости в сосуде формулой: м3 =481 мл.
7. Определите коэффициент проникновения на границе раздела воздух - кожа и жидкость - кожа Скорость распространения УЗ-волны в воздухе равна 343,1 м/с, в коже – 1610 м/с, в жидкости (гель) 1260 кг/м3,плотность кожи - 1250 кг/м3; плотность воздуха – 1,205 кг/м3, плотность жидкости (гель) - 1250 кг/м3.	Решение: 1. Определим первоначально волновое сопротивление воздуха и кожи. Zв= Св в = 343,1 м/с 1,205 кг/м3= 413,44 Па с м-1 Zк= Ск к = 1610 м/с 1250 кг/м3 = 2 012 500 Па с м-1 Zв во много раз меньше чем Zк (0,0002 раза), поэтому для расчета коэффициента проникновения можно воспользоваться упрощённой формулой Рэлея: = (4с11/с22)=(4413,44)/2012500= 0,00082 Из полученного результата видно, что доля преломленной волны составляет 0,08 %,а отраженной 99,92 %. Определим первоначально волновое сопротивление воздуха и кожи. Zг= Сг г= 1923 м/с1250 кг/м3=2 422 980 Па с м-1 Zк= Ск к = 1610 м/с 1250 кг/м3 = 2 012 500 Па с м-1 Zг мало отличается от Zк (1,2 раза), поэтому для расчета используем формулу Рэле = (4с11/с22)/{с11/с22+1}2 = {4 2 422 980/2 012 500}/{2422980/2012500+1}=4,82 : 4.85=0,993 Из полученного результата видно, что интенсивность преломленной волны составляет примерно 99,3 % от падающей, а интенсивность отраженной волны 0,7 %. Вопрос: Почему при диагностических УЗ-методах поверхность кожи пациента покрывают водным желе или вазелином? Сделать вывод: если УЗ-получатель приложить к коже человека,то ультразвук не проникает внутрь, т.к. практически полностью отражается от тонкого слоя воздуха между излучателем и кожей. При использовании водного желе, которым покрывают поверхность кожи, интенсивность отраженной волны значительно меньше чем преломленной (проникающей). ( Волновое сопротивление биологической среды в 3000 раз больше, чем волновое сопротивление воздуха). УЗ-волны обладают высокой отражательной способность на границе мышца-надкостница-кость, на поверхности полых органов.

Разработчики:

Место работы	Занимаемая должность	Инициалы, фамилия
Нижегородская государственная медицинская академия	зав. каф. медицинской физики и информатики	В. А. Монич
Ростовский государственный медицинский университет	Зав. каф. медицинской и биологической физики	В. П. Омельченко
Российский государственный медицинский университет	Зав. каф. медицинской и биологической физики	А. Я. Потапенко

Редактирование примерной программы дисциплины проведено Федеральным государственным образовательным учреждением «Всероссийский учебно-научно-методический центр по непрерывному медицинскому и фармацевтическому образованию Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Эксперты:

Место работы	Занимаемая должность	Инициалы, фамилия