Фізичні основи біомедичної інженерії

Мета викладання дисципліни: надбання студентами компетенції володіння теоретичними основами і основними методами біофізики, ознайомлення з основними біофізичними явищами та ідеями; опанування методів біофізичного дослідження; формування наукового світогляду.

Практичне значення та використання отриманих знань: підвищити загальноосвітній рівень студентів щодо загальних фізичних та біофізичні закономірностей, що лежать в основі процесів, які відбуваються в організмі людини; характеристики фізичних зовнішніх факторів, що впливають на організм людини, та біофізичні механізми цих впливів; навчання вмінню самостійного пошуку та аналізу інформації, використання її в процесі науково-практичної діяльності.
Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Мета та завдання біофізики. Фізична природа біологічних ритмів».
Лекція 2. «Механічні коливання та хвилі».
Лекція 3. «Основи молекулярної біофізики»
Лекція 4. «Фізичні особливості біологічних мембран».
Лекція 5. «Основи гідродинаміки та гемодинаміки».
Лекція 6. «Електричний потенціал в біологічних системах. Фізичні основи реографії».
Лекція 7. «Фізичні основи електрографії».
Лекція 8. «Теплове випромінювання. Люмінісценція».
Лекція 9. «Оптика. Основи спектроскопії».
Лекція 10. «Елементи атомної фізики».
Лекція 11. «Елементи ядерної фізики. Радіоактивність. Іонізуючі випромінювання».
Лекція 12. «Радіоспектроскопія. Електронний парамагнітний та ядерний магнітний резонанси».
Лекція 13. «Електронне медичне устаткування».
Лекція 14. «Фізичні основи медичних приладів».
Лекція 15. «Фізичні методи аналізу».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття № 1. «Розрахунок характеристик механічних коливань та хвиль, резонанс».
Мета заняття: розвиток уявлень про механізми механічних коливань, теоретичних положень законів здійснення коливань різної природи в біологічних системах.
Лабораторне заняття № 2. «Біофізика мембранних процесів».
Мета заняття: засвоєння основних положень молекулярної біофізики; вивчення властивостей біологічних мембран.
Лабораторне заняття № 3. «Гемодинаміка та реографія».
Мета заняття: вивчення основних положень та понять реології. Ознайомлення з плином в’язких рідин (кров, лімфи, міжклітинних рідин) у біологічних системах та методами визначення коефіцієнта в’язкості.
Лабораторне заняття № 4. «Вивчення особливостей та умов проведення електрофорезу».
Мета заняття: з’ясувати природу явищ електрофорезу, гальванізації, ознайомитися з обладнанням для проведення гальванізації і лікувального електрофорезу.
Лабораторне заняття № 5. «Вивчення основних характеристик руху крові та визначення
параметрів артеріального тиску».
Мета заняття: засвоєння основ гемодинаміки, опанування фізичних методів дослідження та визначення параметрів кров’яного тиску людини, розуміння принципів побудови приладів для вимірювання артеріального тиску крові.
Лабораторне заняття № 6. «Магнітотерапія та апарати для низькочастотної магнітотерапії».
Мета заняття: формування уявлень про магнітотерапію та методи її проведення; вивчення приладів для низькочастотної магнітотерапії, її впливу на людину.
Лабораторне заняття № 7. «Оптичне випромінювання в медицині».
Мета заняття: вивчення закономірностей та особливостей оптичного випромінювання, яке застосовується для діагностики та лікування.
Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Коливання і хвилі, акустика».
Лекція 2. «Ядерна фізика».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття № 1. «Розрахунок характеристик механічних коливань та хвиль, резонанс».
Мета заняття: розвиток уявлень про механізми механічних коливань, теоретичних положень законів здійснення коливань різної природи в біологічних системах.
Лабораторне заняття № 2. «Оптичне випромінювання в медицині».
Мета заняття: вивчення закономірностей та особливостей оптичного випромінювання, яке застосовується для діагностики та лікування.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти
не передбачено.

Для заочної форми здобуття освіти
Захист 1 контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи ‒ 100 балів.
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 50 теоретичних питань у вигляді тесту.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти

Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 7-ми лабораторних індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. За виконання лабораторних робіт №1-№3 здобувач вищої освіти отримує по 7 балів, за лабораторні роботи №4-№7 здобувач отримає по 5 балів. Разом – 41 бал;
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання модульної контрольної роботи № 1 становить 29 балів, модульної контрольної № 2 – 30 балів. Разом – 59 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний або тестовий на комп’ютері. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.

Для заочної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) виконання контрольної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів;
2) 2-х лабораторних робіт. Бездоганне виконання кожної лабораторної роботи №1-№2 оцінюється по 20 балів. Разом – 40 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний або тестовий на комп’ютері. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.