Программа дисциплины Лазерные Медицинские системы для учебного плана кафедры бмт-1 по направлению подготовки дипломированного специалиста 653900 «Биомедицинская техника» по специальности
Министерство образования Российской федерации | ||||||
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана | ||||||
«Утверждаю» Первый проректор - проректор по учебной работе МГТУ им. Н.Э. Баумана _______________ Е.Г. Юдин «___» «___________» 2003 г. | ||||||
Программа дисциплины | ||||||
Лазерные Медицинские системы | ||||||
для учебного плана кафедры БМТ-1 по направлению подготовки дипломированного специалиста 653900 – «Биомедицинская техника» по специальности 190500 Биотехнические и медицинские аппараты и системы | ||||||
Виды учебных работ | Объём работ, час | |||||
Всего | 10 семестр | 11 семестр | ||||
17 недель | 13 недель | |||||
Выделено на дисциплину | 192 | 153 | 39 | |||
Аудиторная работа | 102 | 102 | - | |||
Лекции | 68 | 68 | - | |||
Лабораторные работы | 34 | 34 | - | |||
Самостоятельная работа | 90 | 51 | 39 | |||
Домашнее задание №1 | 15 | 15 | - | |||
Домашнее задание №2 | 15 | 15 | ||||
Самостоятельное изучение материала | 21 | 21 | ||||
Курсовая работа | 39 | - | 39 | |||
Сроки выполнения контрольных мероприятий (неделя выдачи – неделя сдачи) | ||||||
Домашнее задание | (9,15) | - | ||||
Рубежный контроль | (10) | - | ||||
Курсовая работа 25% | - | 4 | ||||
Курсовая работа 50% | - | 8 | ||||
Курсовая работа 75% | - | 12 | ||||
Курсовая работа 100% | - | 15 |
Контроль знаний | экзамен | зачет |
Кафедра Биомедицинские технические системы (БМТ 1)
Факультет «Биомедицинская техника»
Программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального обр0000а0зования в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста 653900 Биомедицинская техника по специальности 190500 Биотехнические и медицинские аппараты и системы.
Раздел 1. Цели и задачи дисциплины.
1.1. Общие цели. .
Подготовка специалистов к участию в создании новых лазерных медицинских приборов, аппаратов и комплексов для хирургии, терапии и диагностики, проектированию, расчету и моделированию основных функциональных узлов, разработке методик и проведению их технических и биомедицинских испытаний.
Приобретаемые профессиональные умения и навыки:
а) вести анализ и разработку структурных и функциональных схем;
б) разрабатывать и обосновывать медико-технические требования к лазерной аппаратуре, базирующиеся на системном биотехническом анализе;
в) выполнять необходимые расчеты, как для характеристик электромагнитного излучения, взаимодействующего с биообъектом, так и для лазерных систем, использующих это взаимодействие для лечебных и диагностических целей;
г) уметь моделировать техническими средствами основные биологические процессы;
д) проектировать основные типы лазерной аппаратуры на современном уровне.
Приобретаемые профессиональные знания.
1. Законы:
а) классической электродинамики с акцентом на распространение излучения в поглощающих и рассеивающих средах;
б) геометрической и физической оптики;
в) статистической механики и радиофизики;
г) квантовой электроники;
д) теплового излучения и других способов передачи тепловой энергии;
е) физической и химической кинетики.
2. Величины, характеризующие:
а) оптические характеристики основных материалов, используемых в лазерных приборах и аппаратах;
б) оптические характеристики биотканей и близких к ним сред;
в) параметры основных лазерных систем широкого применения;
г) параметры органа зрения как оптической и биотехнической системы;
д) параметры основных типов приемников оптического излучения;
е) параметры электронных схем, анализирующих и преобразующих сигналы в радиочастотном диапазоне после их преобразования фотоприемными системами;
ж) параметры информационно-вычислительных систем.
3. Понятия:
Спонтанное и вынужденное излучение при взаимодействии вещества с электромагнитным полем; активная среда; показатель усиления; условие самовозбуждения лазера; мягкий и жесткий режим возбуждения; ширина линии рабочего перехода; однородное и неоднородное уширение линии; трехуровневая и четырехуровневая схемы возбуждения; интерферометр Фабри-Перо как спектральный прибор и как резонатор; собственные моды оптических резонаторов; гауссов пучок; теория Когельника; устойчивый и неустойчивый резонаторы; КПД лазера; импульсный и непрерывный режимы работы лазера; свободная генерация; модуляция добротности; синхронизация мод; управление выходными характеристиками лазерного излучения (модуляция, сканирование); генерация оптических гармоник; тепловой, фотохимический и фотоионизационный механизмы взаимодействия лазерного излучения с биотканью; терапевтическое и хирургическое действие лазерного излучения; фотодеструкция; фотоабляция; термодиффузионное разрушение биоткани; дозиметрия лазерного излучения; лазерный скальпель и лазерный перфоратор; стерилизующее действие лазерного излучения; лазерный гемостаз; лазерная эндоскопия; лазерная ангиопластика; лазерная литотрипсия; лазерная биостимуляция; низкоинтенсивная и высокоинтенсивная лазерная терапия; фотодинамический и светокислородный эффекты; фототермия; сочетанные терапевтические воздействия; когерентная и некогерентная диагностика; спекл-интерферометрия; голографическая интерферометрия; спектроскопия оптического смешения; допплеровская флоуметрия; пульс-оксиметрия; спектроскопия комбинационного рассеяния; люминесцентная спектроскопия и микроскопия.
4. Методики:
а) расчета основных характеристик выходного излучения лазеров на базе автоколебательной модели лазера в полуклассическом приближении с учетом возможной нелинейности среды;
б) расчета оптических резонаторов на основе теории гауссовых пучков Когельника;
в) расчета основных характеристик лазерных медицинских систем хирургического назначения на основе модели теплового действия лазерного излучения на биоткань (в термодиффузионном и фотоабляционном режимах);
г) расчета системы доставки лазерного излучения к биообъекту и системы контроля лазерного воздействия на биообъект;
д) оценочного расчета дозы облучения биообъекта при лазерной терапии в предположении о преобладании того или иного механизма действия лазерного излучения;
е) расчета рассеянных случайно-неоднородными средами полей с применением методов статистической радиофизики, в том числе основ современных методов расчета с применением диаграммной техники;
ж) расчета характеристик фототока при оптическом смешении;
з) оценочного расчета возможностей приема и анализа люминесцентного излучения биообъектов;
н) технико-экономического расчета эффективности лазерной и оптической аппаратуры при внедрении ее в медицинскую практику.
5. Приборы и изделия.
- лазерная установка общехирургического назначения на базе СО2 – лазера;
- лазерная эндоскопическая установка на базе Nd:YAG – лазера;
лазерные офтальмокоагуляторы на базе полупроводникового лазера и ионного Ar+ - лазера;
лазерный корректор кривизны роговицы на базе эксимерного лазера;
- лазерный перфоратор чрескожного действия на базе Еr:YAG – лазера;
- лазерный литотриптор экстракорпорального и интракорпорального типа;
- установка для лазерной ангиопластики;
- лазерные аппараты для низкоинтенсивной терапии на базе газовых и полупроводниковых лазеров;
- матричные фототерапевтические облучатели;
- лазерные установки для фотодинамической терапии;
- лазерный допплеровский флоуметр (измеритель характеристик потоков биожидкостей);
- спекл-анализатор дефектов зрения;
- пульс-оксиметр;
- лазерный люминесцентный спектроанализатор.
Программа дисциплины биомедицинская оптика для учебного плана кафедр бмт-1, бмт-2 по направлению подготовки дипломированного специалиста 653900 «Биомедицинская техника» по специальности
Программа дисциплиныПрограмма составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлениюПрограмма дисциплины метрология, стандартизация и сертификация
Программа дисциплиныПрограмма составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению