Учебная программа Дисциплины р5 «Акустические методы исследований в биологии и медицине» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская программа «Акустика»
| скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» Радиофизический факультет Кафедра акустики УТВЕРЖДАЮ Декан радиофизического факультета ____________________Якимов А.В. «18» мая 2011 г. Учебная программа Дисциплины М2.Р5 «Акустические методы исследований в биологии и медицине» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская программа «Акустика» Нижний Новгород 2011 г. 1. ^ Содержание дисциплины направлено на изучение физических основ распространения и рассеяния волн на флуктуациях неоднородной непрерывной среды. Основное внимание при чтении лекций уделяется приближенным методам решения задач распространения и рассеяния скалярных волн в средах с флуктуирующими параметрами. 2. ^ Дисциплина «Акустические методы исследований в биологии и медицине» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика». 3. ^ В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:
В результате изучения студенты должны: знать основные законы распространения акустических волн в неоднородных диссипативных средах, а именно локальные и структурные акустические неоднородности, их сущность, математическое описание и методы измерения параметров. Знать физику взаимодействия акустических колебаний с биологическими тканями и объектами; уметь применять методы получения, обработки и реконструкции акустических изображений; принципы построения, алгоритмы и программы медицинских томографических систем, методы и приборы акустической характеризации биологических сред; иметь представление об общих характеристиках диагностических и терапевтических методов, основанных на использовании акустических волн., принципах работы акустических хирургических инструментов. 4.^ Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
5. Содержание дисциплины 5.1. Разделы дисциплины и виды занятий
5.2. Содержание разделов дисциплины ^ II. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ. Краткая сводка свойств акустических волн, основные понятия и представления. Интеграл Рэлея как основа расчета полей ультразвуковых излучателей. Границы применимости. Связь акустического поля преобразователя в режиме излучения с пространственным распределением его чувствительности в режиме приема. Теорема взаимности. Роль нелинейных акустических эффектов для ультразвуковых полей, применяемых в медицине. Простейшие источники ультразвука, применяемые в медицине. Круглый и прямоугольный поршневые излучатели. Ближнее и дальнее поля. Фокусирующие преобразователи. Продольный и поперечный размеры фокальной области. Пространственное разрешение. Антенные решетки. Диаграмма направленности. Пьезоэлектрические преобразователи, применяемые в медицине (пьезокерамические, пленочные, пьезокомпозитные, и другие). Поглощение и рассеяние ультразвука в биологических тканях. Скорость звука в биологических тканях. Отражение волн на границах раздела сред. Отражение ультразвука от границ раздела различных видов биологической ткани. ^ Биологическая ткань как упругая среда. Акустические свойства биологической ткани. Клетка как основа биологической ткани. Основные виды биологических тканей и их акустические свойства. Вязкоупругие свойства квазитвердых тел. Поглощение ультразвука в ткани. Процессы релаксации. Основные механизмы поглощения. Рассеяние ультразвука в различных биологических тканях. Сечения взаимодействия акустической волны с тканью. Методы измерений и количественные значения скорости звука и коэффициентов поглощения и рассеяния в различных видах тканей. Ультразвуковые частоты, используемые в медицинском ультразвуке, их выбор. Тепловые эффекты, вызываемые ультразвуком. Физиологические основы ультразвуковой терапии. Хирургия с помощью сфокусированного ультразвука. Ультразвук при лечении рака. Кавитация как причина повреждения биологической ткани. Виды кавитации. Пороги кавитации. Ударноволновое разрушение почечных и желчных камней. Механизмы разрушения. ^ Принципы ультразвуковой визуализации. Сравнительный анализ рентгеновского и ультразвукового методов визуализации. Акустическая визуализация в режиме А. Ультразвуковая визуализация в режиме В. Механические и электронные В-сканнеры. Ультразвуковая визуализация в режиме М. Ультразвуковая визуализация в режиме С. Физические основы эффекта Доплера. Доплерография и доплеровские шумы. Принципы доплеровского измерения скорости кровотока. Доплеровский прибор непрерывного излучения. Импульсно-доплеровский измеритель скорости кровотока. Локальные и структурные акустические неоднородности, их сущность, математическое описание и методы измерения параметров. Основы получения, обработки и реконструкции акустических изображений; принципы построения, алгоритмы и программы медицинских томографических систем; измерение и отображение потоков крови. Дифракционная томография. Акустическая голография. Акустическая микроскопия. ^ Тепловое воздействие ультразвука. Применения в терапии и хирургии. Устройство и использование акустических терапевтических приборов. Хирургия с помощью фокусированного ультразвука. Кавитация, вызываемая ультразвуком. Пороги кавитации. Радиационное давление, акустические течения, сдвиговые напряжения и другие нетепловые механизмы. Применение ультразвука в стоматологии. Ударноволновые источники: электромагнитные, электроразрядные, пьезоэлектрические, лазерные. Принцип экстракорпоральной литотрипсии. Устройство и параметры современных литотриптеров. 6. Лабораторный практикум Не предусмотрен. 7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 7.1 Рекомендуемая литература. а) основная литература:
б) дополнительная литература:
8. Вопросы для контроля
9. Критерии оценок
10. ^ Курсовые работы не предусмотрены Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика». Автор программы _________________ Демин И.Ю. Программа рассмотрена на заседании кафедры 22 марта 2011 года протокол № 2010-2011/5. Заведующий кафедрой ___________________ Гурбатов С.Н. Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года протокол № 05/10 Председатель методической комиссии_________________ Мануилов В.Н.
|
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 