Document 687884

Программа курса составлена преподавателями кафедры «Робототехника и технические средства автоматики» Ожикеновым К.А., Абулханова М.Ю. на основании Государственного общеобязательного стандарта образования Республики
Казахстан для специальности 5В071600 – Приборостроение.
Рассмотрено на заседании кафедры Робототехники и технических средств
автоматики.
«15» 01. 2014 г. Протокол № 5
Зав. кафедрой
Ожикенов К.А.
Одобрено методическим Советом института информационных и телекоммуникационных технологий
«30»01.2014 г. Протокол № 5
Председатель:
Ахметов Б.С.
Сведения о преподавателях:
Ожикенов Касымбек Адильбекович – к.т.н., ст. преподаватель кафедры РТиТСА.
В 1984 году окончил КазНУ. Общий стаж работы 35 лет, научно-педагогический
стаж 21 лет.
Абулханова Марал Юлдашевна - преподаватель кафедры РТиТСА. В 2005 году
окончила КазНТУ. Общий педагогический стаж работы 8 лет.
Офис: кафедра «Робототехники и технических средств автоматики»
Адрес: 480013, г. Алматы, ул., А. Байтурсынулы, 140, КазНТУ
Тел: 92-70-45
Факс: 92-44-89
Е-mail: rtitsa@mail.ru
2
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цель изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины «Аппаратура искусственного жизнеобеспечения» является формирование у студентов знаний об общих назначениях и
классификациях аппаратур искусственного жизнеобеспечения и принципах построения аппаратур искусственного замещения.
1.2. Задачи изучения дисциплины:
Задачами курса является изучение устройств и общих принципов работы
аппаратур искусственного жизнеобеспечения, инженерных методов исследования к решению различных проблем медицины.
1.3 Пререквизиты: «Математика», «Информатика», «Биология человека»,
«Механика», «Биомеханика».
1.4 Постреквизиты: «Биотехнические и медицинские аппараты диагностики», «Аппаратура искусственного жизнеобеспечения», «Специальные и мобильные роботы».
2.СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ
Таблица 1. Распределение рейтинговых процентов (%) по видам контроля
Вид итогового контроля
Виды контроля
Итоговый контроль
Рубежный контроль
Текущий контроль
Экзамен
Проценты(%)
100
100
100
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
2
ЛР4
ЛР5
ЛР6
ЛР8
ЛР9
ЛР10
ЛР11
ЛР12
ЛР13
ЛР14
ЛР15, РК2
3
ЛР7, РК1
2
ЛР3
Виды
Контроля
1
ЛР2
Недели
Недельное
количество контроля
ЛР1
Таблица 2. Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине
«Аппаратура искусственного жизнеобеспечения»
Виды контроля: ЛР – лабораторная работа, СР - самостоятельная работа, РК – рубежный
контроль.
Итоговая оценка определяется по приведенной ниже шкале.
Таблица 3. Оценка знаний студентов
Оценка
Отлично
Хорошо
Буквенный
эквивалент
А
АВ+
В
3
В процентах %
В баллах
95-100
90-94
85-89
80-84
4
3,67
3,33
3,0
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
ВС+
С
СD+
D
F
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Распределение часов по видам занятий
3.1. Наименование тем лекционных занятий и их содержание
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Наименование темы
Принципы устройства респираторов. Центр управления. Источники медицинских
газов. Смеситель газов. Устройства для увлажнения и очистки дыхательной смеси.
Клапаны вдоха и выдоха. Датчики контроля и давления.
Механические свойства легких и общие принципы проведения ИВЛ. Податливость
воздуха. Особенности грудной клетки.
Алгоритмы ИВЛ. Алгоритм Assist Cjntrol. Алгоритмы IMV и SIMV. Классические
режимы ИВЛ. Современные режимы ИВЛ.
Классификация респираторов. Нереанимационные и транспортные модели. Базовые
модели. Модели с расширенными функциями. Модели высшего уровня.
Аппарат РО – 6. Устройство и принцип работы. Регуляторы минутной вентиляции.
Счетчик частоты дыхания и пульса. Вспомогательная вентиляция легких.
Устройство современных аппаратов искусственного кровообращения. Оксигенаторы. Пузырьковые оксигенаторы. Мембранные оксигенаторы
Насосы. Роликовые насосы. Центрифужный насос.
Микрофильтры. Фильтрующий элемент экранного фильтра.
Магистрали. Венозные катетеры. Артериальные канюли. Контрольно-измерительная аппаратура. Компоновка аппаратов
Аварийные ситуации во время искусственного кровообращения. Внезапное прекращение работы артериального насоса. Массивная воздушная эмболия из аппарата
искусственного кровообращения. Прекращение подачи кислорода в оксигенатор.
Диффузия. Клиренс. Ультрафильтрация. Мембраны для гемодиализа, гемодиализатора.
Основные узлы аппарата гемодиализа. Диализатор. Детектор наличия воздуха.
Насос гепарина. Деаэратор. Детектор протечки крови
Очистка воды. Претритмент. Работа песчаного фильтра.
Гемодиализные концентраты. Натрий. Калий. Кальций. Магний. Хлор. Глюкоза.
Фильтрация диализата on-line. Хранение концентрата
Мониторинг. Мониторинг экстракорпоральной циркуляции. Мониторинг потока.
Мониторинг времени гемодиализа и бездарная его потеря
3.2. Наименование тем лабораторных занятий, их содержание и объем в часах.
№
1
2
Наименование темы лабораторных работ
Ударное нагружение позвоночника
Экспериментальное исследование поведения стенок кровеносных со4
Количество
часов
1
1
судов
Имплантация искусственных клапанов сердца
Биомеханика оксигенаторов
Исследование свойств материалов имплантантов
Экспериментальное исследование механических свойств вестибулярного аппарата
7
Экспериментальное исследование процессов речеобразования
8
Расчет ударных нагружений на голову человека
9
Задачи биомеханики искусственного сердца
10 Электроды для электрокардиостимуляции
11 Аппараты вспомогательного кровообращения
12 Композиты и полимеры в эндопротезах суставов и связок
13 Использование полимеров в офтальмологии
14 Биомеханика «вспомогательной печени» Биомеханика диализаторов
15 Биомеханика «вспомогательной печени» Биомеханика диализаторов
Всего (часов)
3
4
5
6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
15
3.3. Наименование тем самостоятельной работы студентов (СРС), их содержание и объем в часах.
Количество
часов
1 Общие вопросы биомеханики
3
2 Упругость биологических материалов
3
3 Физиологические аспекты действия высоких и низких температур
3
4 Биогидромеханика движения крови в полостях сердца и магистраль3
ных сосудов
5 Биомеханика крупных кровеносных сосудов человека
3
6 Современные проблемы в органах дыхательных путей
3
7 Строение и функции кости. Механические свойства кости
3
8 Биомеханика систем человек-машина
3
9 Проблемы космической биологии
3
10 Механические свойства органов пищеварения
3
11 Биофизические характеристики тканей человека
3
12 Имплантанты в хирургии
3
13 Полимеры медицинского назначения
3
14 Аппараты и методы вспомогательного кровообращения
3
15 Проблемы трансплантологии и искусственные органы
3
Всего (часов)
45
№
Наименование темы
3.4. Наименование тем самостоятельной работы студентов под руководством руководителя (СРСП), их содержание и объем в часах.
№
1
2
3
4
Наименование темы
История биомеханики в именах. Единицы измерений.
Ударное нагружение позвоночника. Ударное нагружение головы.
Сердечно-сосудистая система человека. Биомеханические свойства
кровеносных сосудов
Особенности гидродинамики разных отделов сердечно-сосудистой
системы
5
Количество часов
3
3
3
3
Сравнительная биомеханика дыхательной системы
Строение и функции хряща. Биомеханика синовиального сустава
Общие свойства мягких тканей. Структура и функции мышц
Модели глаза и его структур в норме и патологии
Модели структур уха и слуха
Модели органов речеобразования
Модели процессов и органов пищеварения
Физико-механические свойства и модели элементов и структур мочевых органов
13 Композитные материалы
14 Гидродинамика протезов клапанов сердца
15 Приводы систем вспомогательного кровообращения
Всего (часов)
5
6
7
8
9
10
11
12
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
45
3.5. График проведения занятий
№
1
1
2
3
4
5
6
7
8
Дата
2
Время
3
Наименование темы
4
Лекции
Принципы устройства респираторов. Центр управления. Источники медицинских газов. Смеситель газов.
Устройства для увлажнения и очистки дыхательной
смеси. Клапаны вдоха и выдоха. Датчики контроля и
давления.
Механические свойства легких и общие принципы
проведения ИВЛ. Податливость воздуха. Особенности
грудной клетки.
Алгоритмы ИВЛ. Алгоритм Assist Cjntrol. Алгоритмы
IMV и SIMV. Классические режимы ИВЛ. Современные режимы ИВЛ.
Классификация респираторов. Нереанимационные и
транспортные модели. Базовые модели. Модели с
расширенными функциями. Модели высшего уровня.
Аппарат РО – 6. Устройство и принцип работы. Регуляторы минутной вентиляции. Счетчик частоты дыхания и пульса. Вспомогательная вентиляция легких.
Устройство современных аппаратов искусственного
кровообращения. Оксигенаторы. Пузырьковые оксигенаторы. Мембранные оксигенаторы
Насосы. Роликовые насосы. Центрифужный насос.
Микрофильтры. Фильтрующий элемент экранного
фильтра.
9
Магистрали. Венозные катетеры. Артериальные канюли.
Контрольно-измерительная аппаратура. Компоновка аппаратов
10
Аварийные ситуации во время искусственного кровообращения. Внезапное прекращение работы артериального насоса. Массивная воздушная эмболия из аппарата искусственного кровообращения. Прекращение
подачи кислорода в оксигенатор.
Диффузия. Клиренс. Ультрафильтрация. Мембраны
для гемодиализа, гемодиализатора.
11
6
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
9
10
11
12
13
14
15
Основные узлы аппарата гемодиализа. Диализатор.
Детектор наличия воздуха. Насос гепарина. Деаэратор. Детектор протечки крови
Очистка воды. Претритмент. Работа песчаного фильтра.
Гемодиализные концентраты. Натрий. Калий. Кальций. Магний. Хлор. Глюкоза. Фильтрация диализата
on-line. Хранение концентрата
Мониторинг. Мониторинг экстракорпоральной циркуляции. Мониторинг потока. Мониторинг времени
гемодиализа и бездарная его потеря
Лабораторные занятия
Ударное нагружение позвоночника
Экспериментальное исследование поведения стенок
кровеносных сосудов
Имплантация искусственных клапанов сердца
Биомеханика оксигенаторов
Исследование свойств материалов имплантантов
Экспериментальное
исследование
механических
свойств вестибулярного аппарата
Экспериментальное исследование процессов речеобразования
Расчет ударных нагружений на голову человека
Задачи биомеханики искусственного сердца
Электроды для электрокардиостимуляции
Аппараты вспомогательного кровообращения
Композиты и полимеры в эндопротезах суставов и
связок
Использование полимеров в офтальмологии
Биомеханика «вспомогательной печени» Биомеханика
диализаторов
7
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Основная литература
1. Бегун П.И., Кормилицын О.П. Прикладная механика: Учебник. – Спб.: Политехника, 1995. - 320 с.
2. Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика Учебник для вузов. – Спб.: Политехника, 2000. – 463 с.
3. Биомеханика систем человек – машина. – М.: - Наука, 1981. – 119 с.
4. Бранков Г. Основы биомеханики / Пер. с болг. - М.: Мир, 1981. - 254 с.
5. Иванов К.П. Основы энергетики организма. – Т.1. – Л.: - 1990. – 307 с.
6. Искусственные органы / Под ред.. В.И. Шумакова. – М.: - Медицина, 1990. –
272 с.
7. Проблемы космической биологии. – 1975. – Т.31. – 312 с.
8. Управление движением. – Л.: Наука, 1990. – 190 с.
9. Физиология движений. - Л.: Наука, 1976. – 375 с.
10. Формальский А.М. Перемещение антропоморфних механизмов. – М.: Наука, 1975. – 368 с.
Дополнительная литература
1. Сенсорные системы: Слух. – М.: - Наука, 1982. – 200 с.
2. Биомеханика кровообращения, дыхания и биологических тканей. - Рига: Зинатне, 1981. - 320 с.
3. Биогидромеханика движения крови в полостях сердца и магистральных сосудов / В.Н.Захаров, Л.В.Полуэктов, Н.И.Кремлев и др. - Новосибирск: НИБХ
СО СССР, 1989. - 31 с.
4. Пуриня Б.А., Касьянов В.А. Биомеханика крупных кровеносных сосудов человека. - Рига: Зинатне, 1980. - 260 с.
5. Кристенсен Р. Введение в механику композитов / Пер. С англ.. – М.: - Мир,
1982. 334 с.
6. Полимеры медицинского назначения. – М.: Медицина, 1981. – 248 с.
8
СОДЕРЖАНИЕ
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель преподавания дисциплины
Задачи изучения дисциплины
Пререквизиты
Постреквизиты
СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Наименование тем лекционных занятий и их содержание
Наименование тем лабораторных занятий, их содержание и объем в
часах
3.3. Наименование тем самостоятельной работы студентов (СРС), их
содержание и объем в часах
3.4. Наименование тем самостоятельной работы студентов под руководством руководителя (СРСП), их содержание и объем в часах
3.5. График проведения занятий
4.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
2.
3.
3.1.
3.2.
9
3
3
3
3
3
3
4
4
4
5
5
6
7