Метрологія у біомедицині

Мета дисципліни:

забезпечити розвиток загальних та спеціальних компетентностей майбутніх бакалаврів з основних принципів теорії оцінювання похибок та непевності результатів вимірювань біосигналів; розуміння засад та методів опрацювання результатів вимірювань при застосуванні медичних приладів; формування навиків повірки засобів вимірювання медичного призначення.

Завдання дисципліни:
 
− демонструвати системний науковий світогляд, уміння креативно мислити, формулювати висновки і розробляти рекомендації з використанням новітніх технології у розв’язанні поставлених завдань;
− формування у майбутніх фахівців в галузі біомедичної інженерії системи знань оцінювання якості результатів вимірювань; 
− формування практичних навичок опрацювання результатів вимірювань проведення метрологічної експертизи технічного забезпечення медичної діяльності; 
− розуміння майбутніх фахівців в галузі біомедичної інженерії застосування нормативно-правових актів у сфері метрології та метрологічної діяльності.
Основні результати навчання
У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен: 
знати: 
− фізичні та вимірювальні величини в медичній галузі, їх моделі, розмір та значення результату вимірювання;
− основи теорії оцінювання похибок та непевності результатів вимірювань, методи опрацювання результатів вимірювань; 
− сучасні методи та засоби вимірювання медичного призначення, а також стандартні зразки складу і властивостей речовин та матеріалів;
− наукові, технічні, організаційні та правові основи метрологічного забезпечення вимірювання та засобів вимірювання.
вміти: 
− використовувати методи статистичного та математичного аналізів для обробки результатів вимірювань;
− визначати оптимальну номенклатуру засобів вимірювання та їх подальше впровадження з метою забезпечення ефективності вимірювань; 
− надавати консультативну та практичну допомоги з питань підготовки діагностичних лабораторій до проведення державної атестації; 
− організовувати в установленому порядку своєчасний та якісний ремонт і технічне обслуговування засобів вимірювання медичного призначення; 
− організовувати контролю за дотриманням вимог діючих стандартів та інших нормативних актів у сфері метрології в підрозділах медичних закладів.

 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; ЛЗ – лабораторні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; РГР – розрахунково-графічна робота; Кз – самостійні контрольні завдання; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.
 
 
Тематика та види навчальних занять
 
4 семестр
 
1 тиждень
 
Л1. Метрологія в біомедицині. Загальні положення.
ПЗ1 Теоретичний аналіз похибок вимірювального ланцюга на основі моделей біосигналів.
ЛЗ1. Опрацювання результатів практично виконаних вимірювань біосигналів в кардіології.
СРС. К.
 
СРС. К.
 
2 тиждень
 
Л2. Законодавчо регульована метрологія в сфері забезпечення захисту життя та охорони здоров’я громадян.
Л3. Вимірювання в біомедицині. Класифікація вимірювань. Міжнародна кодифікація видів вимірювань.
ПЗ2. Аналіз нормативних документів міжнародних метрологічних інститутів.
Кз1. Проведення аналізу статистичного дослідження із застосуванням основних статистичних методів і показників. Виявлення і коригування систематичних впливів.
СРС. К.
 
3 тиждень
Л4. Роль невизначеності вимірювання під час прийняття рішень про оцінку відповідності в законодавчо регульованій метрології.
ПЗ3. Вимірювання фізичних характеристик організму людини.
ЛЗ2. Опрацювання результатів практично виконаних вимірювань біоакустичних сигналів.
СРС. К.
 
4 тиждень
Л5. Основні положення теорії похибок вимірювань. Метрологічна простежуваність.
Л6. Загальні питання опрацювання результатів вимірювань.
ПЗ4. Оцінювання невизначеності вимірювань.
СРС. К.
 
5 тиждень
Л7. Зіставлення методів оцінювання характеристик похибки та непевності результату вимірювання.
ПЗ5. Консервативні невизначеності вимірювання для найбільш поширених медичних вимірювальних приладів.
ЛЗ3. Опрацювання результатів практично виконаних вимірювань біосигнали зорової системи.
Кз2. Інструментальні складові непевності.
СРС. К.
 
6 тиждень
Л8. Метрологічний нагляд та його види.
Л9. Загальні вимоги до засобів вимірювальної техніки. Засоби вимірювання електронні.
ПЗ6. Опрацювання результатів прямих вимірювань.
СРС. К.
 
7 тиждень
Л10. Метрологічна повірка засобів вимірювальної техніки та медичного обладнання.
ПЗ7. Аналізатори медичного призначення імуноферментні. Методи повірки.
ЛЗ4. Опрацювання результатів практично виконаних вимірювань біосигнали системи травлення.
СРС. К.
 
8 тиждень
Л11. Калібрування медичних засобів вимірювальної техніки. Міжнародне визнання результатів вимірювання (калібрування).
Л12. Уповноваження на проведення повірки засобів вимірювальної техніки, що перебувають в експлуатації, та моніторинг уповноважених організацій. 
ПЗ8. Методики випробувань офтальмологічних приладів. Метрологічні та технічні вимоги.
МКР1. СРС. К.
 
9 тиждень
Л13. Електричне устаткування для вимірювання, керування та лабораторного застосування. Вимоги до електромагнітної сумісності.
ПЗ9. Стандартні способи подання параметрів акустичного виходу медичного ультразвукового діагностичного обладнання.
ЛЗ5. Опрацювання результатів практично виконаних вимірювань.
СРС. К.
 
10 тиждень
Л14. Медичні вироби. Настанова з вибору стандартів для підтвердження визнаних основних принципів безпеки та функціонування медичних виробів.
Л15. Вироби медичні. Настанови щодо управління ризиком.
ПЗ10. Методика випробування спектрофотометрів для медичних лабораторій.
Кз3. Технічні регламенти. Загальні вимоги до засобів вимірювальної техніки з програмним керуванням.
СРС. К.
 
11 тиждень
Л16. Медичні засоби вимірювальної техніки, що підлягають періодичній повірці.
ПЗ11. Вимірювальні канали апаратів для гемодіалізу. Методика повірки.
ЛЗ6. Моделі оцінювання термічної небезпеки ультразвукових полів медичної діагностики.
СРС. К.
 
12 тиждень
Л17. Методи і засоби вимірювання та комп’ютерного опрацювання біосигналів.
Л18. Перетворення і опрацювання біосигналів у комп’ютеризованій вимірювальній системі.
ПЗ12. Термометри медичні електричні для безперервного вимірювання. Методика повірки.
СРС. К.
 
13 тиждень
Л19. Структура комп’ютеризованої вимірювальної системи для завдань біоінформатики.
ПЗ13. Аналізатори крові електрохімічні. Методика повірки.
ЛЗ7. Методика повірки імітаційним методом.
Кз4. Первинна та періодична повірка засобів вимірювальної техніки і контроль процесів вимірювання. Ультразвук. фізіотерапевтичні системи характеристики вихідного поля та методи вимірювання в діапазоні частот від 0,5 МГц до 5 МГц.
СРС. К.
 
14 тиждень
Л20. Критерії оцінювання достовірності визначення біомедичних показників.
Л21. Процедури оцінки відповідності. Оцінка відповідності засобів вимірювальної техніки.
ПЗ14. Аналізатори глюкози та лактату в крові. Методика повірки.
СРС. К.
 
15 тиждень
Л22. Медичні лабораторії. Вимоги до якості та компетентності.
ПЗ15. Аналізатори медичного призначення гематологічні. Методика повірки.
ЛЗ8. Методика повірки (калібрування) геометричним методом.
МКР2.
СРС. К.
 
Індивідуальна робота
 
Виконується РГР (4 семестр). 
 
Мета РГР:
 
набуття загальних та спеціальних компетентностей майбутніх бакалаврів, поглиблення теоретичних знань з теми «Оцінювання інформаційного змісту біомедичного сигналу» стосовно визначення метрологічних характеристик засобів вимірювання, оволодіння основними методами отримання та обробки медичної інформації, отримання навичок виконання статистичного аналізу даних вимірювань отриманих експериментальним шляхом, вивчення методів пошуку і виключення грубих помилок вимірювання із сукупності результатів.
 
1–7 тижні
 
Отримання завдання. Опрацювання результатів практично виконаних вимірювань. Виконання розрахунків: обчислення статистичних показників вимірювання. Обробка результатів прямих та непрямих вимірювань. Оцінювання непевності результату вимірювання. Зіставлення методів оцінювання характеристик похибки та непевності результату вимірювання. 

8–14 тижні
 
Дослідження оцінок інформаційного змісту біомедичних сигналів у медичній діагностиці та клінічному моніторингу, а також розроблення інформаційної моделі контрольно-діагностичних рішень за параметрами таких сигналів для планування процедур синтезу інформаційних технологій у системі клінічного моніторингу.
 
 
15 тиждень
 
Захист роботи.
 
 
Самостійна робота
 
Самостійна робота складає 135 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 44 годин;
2) підготовка до практичних занять та до виконання індивідуальних контрольних завдань – разом 16 годин;
3) виконання РГР – 45 годин;
4) підготовка до екзамену (заліку) – 30 годин.
 
 
Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи та 4 індивідуальних контрольних завдання.
 
Модульні контрольні роботи № 1 та № 2 виконуються у письмовій формі. Модульна робота складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 задача). Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 10 балами. Правильне розв’язання задачі оцінюється в 5 балів.
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
 
Семестровий модуль № 1
 
Кз1. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 3 тиждень.
Кз2. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 5 тиждень.
РГР(ч.1). Оцінка за виконання – 15 балів. Термін надання – 8 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 25 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2
 
Кз3. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 10 тиждень.
Кз4. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 13 тиждень.
РГР(ч.2). Оцінка за виконання – 15 балів. Термін надання та захист – 14–15 тижні. 
МК2. Модульна контрольна робота – 25 балів (15 тиждень).
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
 
Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (4 запитання) та практичної частини (1 задача). Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів. 
 
 
Умови допуску до підсумкового контролю
 
До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни.

Складання/перескладання екзаменів організовується за встановленим відділом аспірантури розкладом.
 
 
Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
 
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
 
Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Під час розв’язання задач на МКР та екзамені дозволяється користуватися хімічними довідниками.