1 - Кафедра оптики и биофотоники

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
____________________ физический факультет ____________________
(Наименование института, факультета)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор СГУ по
учебно-методической работе
___________________ Е.Г.Елина
"__" ____________________20__ г.
Номер внутриуниверситетской регистрации
_______________
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Лазерная анемометрия и цитометрия
(Наименование дисциплины (модуля)
Направление подготовки
_______Физика________
Профиль подготовки
Оптика и спектроскопия
Квалификация (степень)
______Бакалавр____
Форма обучения
__________очная_________
Саратов,2011 год
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Лазерная анемометрия и цитометрия »
являются: расширение и углубление знаний студентов по вопросам, связанных с
применением методов оптики спеклов в измерениях в области биологии и
медицины, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере
деятельности в РФ и за рубежом, обладать универсальными и предметно
специализированными компетенциями, способствующими его социальной
мобильности, востребованности на рынке труда и успешной профессиональной
карьере.
2.Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Лазерная анемометрия и цитометрия» относится к
профессиональному циклу Б2, модулю Б2ДВ2, читается в 7 семестре. Форма
итоговой аттестации — экзамен.
Последовательность изучения основных разделов курса, в большой степени
отвечает построению изложения материала, принятому в монографии Е. I.
Galanzha, G. Е. Brill, Y. Aizu, S. S. Ulyanov, V. V. Tuchin. Chapter 17. Speckle and
Doppler methods of blood and lymph flow monitoring. In the HANDBOOK of Optical
Biomedical Diagnostics. SPIE Press Monograph, 2002. Изложение материала,
посвященного взаимодействию лазерного излучения с биотканями проводится в
отвечает содержанию соответствующих разделов книги В.В. Тучин. Лазеры и
волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Саратов: Изд-во Сарат.
Ун-та, 1998, 384 с.
Курс лекций преподается с использованием компьютерной сети. Лекционный
материал содержит множество конкретных примеров, которые разбираются в
интерактивном режиме. Изучение данного курса сопровождается выполнением
ряда лабораторных работ. При изучении курса «Лазерная анемометрия и
цитометрия » студенты должны иметь теоретическую подготовку по оптике,
физиологии, биофизике и основным разделам статистики. Студенты также
должны обладать начальными практическими навыками работы на компьютере.
Студенты также должны обладать начальными практическими навыками работы
на компьютере.
Контроль знаний поводится в виде тестирования.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины (модуля)
В результате освоения дисциплины «Лазерная анемометрия и цитометрия »
должны формироваться в определенной части следующие компетенции:
общекультурные:
способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности
базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);
способность
приобретать
новые
знания,
используя
современные
образовательные и информационные технологии (ОК-3);
способность к письменной и устной коммуникации на родном языке (ОК-13);
способность получить и использовать в своей деятельности знание
иностранного языка (ОК-14) – в части использования;
способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности
навыки работы с информацией из различных источников (ОК-16).
общепрофессиональные:
способность использовать специализированные знания в области физики для
освоения профильных физических дисциплин (в соответствии с профилем
подготовки) (ПК-4);
способность понимать и излагать получаемую информацию и представлять
результаты физических исследований (ПК-19).
Данный курс лекций носит не теоретический, а сугубо практический и
прикладной характер. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать: принципы спекл-метрологии
•Уметь: применить методы оптики спеклов к при ипроведении биомедицинских
исследований
•Владеть: навыками применения набора стандартных методов статистической
обработки данных с использованием стандартных компьютерных программ.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
«Лазерная анемометрия и цитометрия »
Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную единицу, 72 часа,
включая 18 часов лекций и 54 часа самостоятельной работы.
4.1. Структура дисциплины
№
п/
п
1
Наименование раздела,
подраздела,
темы лекции
Лазерная диагностика потоков
Бюджет учебного времени
в том числе
сем нед Лек
Практ. Сам
ест еля ции
занятия ост.
р
рабо
та
7
1-3 Л6
П18
Форма
текущ.
и итог,
контр.
Введение
в
физиологию микроциркуляции
крови.
Физиология кровеносных сосудов
как
часть физиологии
кровообращения.
Классификация кровеносных
сосудов.
Анатомическая схема путей
кровотока в
сердечно-сосудистой системе.
Строение
и
классификация
сосудов
микроциркуляции.
2 Основные
гидродинамические
закономерности движения
крови по сосудам.
7
4-6 Л6
П18
Тест
Фундаментальные положения
механики сплошных сред.
Напряжения и деформации.
Законы сохранения и
определяющие положения.
Модели реологических
свойств.
Движения жидкости в трубке.
Микрореологические
исследования. Соотношение
между
давлением и расходом
жидкости в сосудистом русле.
Влияние
гидростатического давления.
Влияние
сил, действующих на сосуды
снаружи.
Обобщенное описание
физических
закономерностей движения
крови по
сосудам.
расходом жидкости в
сосудистим русле.
Влияние сосудистого тонуса.
Влияние реологических
свойств крови.
Соотношение между
давлением и реологическими
свойствами крови. Влияние
гидростатического давления.
Влияние
сил, действующих на сосуды
снаружи. Обобщенное
описание физических
закономерностей движения
крови по сосудам.
3
Когерентно-оптическая
диагностика
микропотоков.
6
7-9 Л6
П18
Лазерная спекл-микроскопия
потоков
крови в микрососудах.
Доплеровская
диагностика. Анализ контраста
динамических спеклов (LASCA)
18
Итого по всему курсу:
54
Экзамен
72
3. Содержание учебной дисциплины
Введение в физиологию микроциркуляции крови.
Физиология кровеносных сосудов как часть физиологии кровообращения.
Классификация кровеносных сосудов. Анатомическая схема путей
кровотока в сердечнососудистой системе. Строение и классификация сосудов микроциркуляции
Основные гидродинамические закономерности движения крови по сосудам.
Фундаментальные положения механики сплошных сред. Напряжения и
деформации.
Законы сохранения и определяющие положения. Модели реологических
свойств. Движения жидкости в трубке. Микрореологические исследования.
Соотношение между давлением и расходом жидкости в сосудистом русле.
Влияние гидростатического давления. Влияние сил, действующих на
сосуды снаружи. Обобщенное описание физических закономерностей
движения крови по сосудам.
Влияние сосудистого тонуса. . Влияние реологических свойств крови.
Соотношение между давлением и реологическими свойствами крови.
Влияние гидростатического давления. Влияние
сил, действующих на сосуды снаружи. Обобщенное описание физических
закономерностей движения крови по сосудам.
Когерентно-оптическая диагностика микроциркуляции крови.
Лазерная спекл-микроскопия потоков крови в микрососудах. Доплеровская
диагностика.
Анализ контраста динамических спеклов (LASCA).
Взаимодействие лазерного излучения с биотканями
Спектроскопия диффузионных волн при малом числе рассеивающих
событий. Применение спектроскопии диффузионных волн в диагностики
микроциркуляции крови.
По выбору, в рамках выполнения самостоятельной работы студентам
предлагаются следующие лабораторные работы по курсу лекций “ Лазерная
анемометрия и цитометрия”
[1] Лазерная спекл-микроскопия потоков крови в микрососудах.
[2] Доплеровская диагностика.
[3] Анализ контраста динамических спеклов (LASCA)
5. Образовательные технологии
1. Лекционные занятия с использованием мультимедийных средств.
2. Компьютерная сеть
6. Учебно-методическое
обеспечение
самостоятельной
работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Изучение
теоретического
материала
по
конспектам
лекций,
рекомендованным учебным пособиям, монографической учебной литературе,
справочным источникам; самостоятельное изучение некоторых теоретических
вопросов программы курса, нерассмотренных на лекциях; решение
рекомендованных задач из сборника задач по статистике; изучение
теоретического материала по методическим руководствам к практикуму по
статистике. Контроль выполнения осуществляется на последнем занятии в
форме тестирования.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
(модуля) «Лазерная анемометрия и цитометрия»
Основная литература
1. В.В. Тучин, Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях, 2-е издание,
Физматлит, 2010.
2. В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 1, Москва, Физматлит,
2007.
3. В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 2, Москва, Физматлит,
2007.
4. Гудмен Дж. Статистическая оптика, Москва, Мир, 1985, 527 с.
5. Ринкевичюс Б. С. Лазерная диагностика потоков, Москва, Издательство МЭИ, 1990,
288с.
6. Физиология кровообращения. Физиология сосудистой системы. Под. Редакцией
Б.И.Ткаченко. Ленинград, Наука, 1984 г., 652 с.
7. Мчедлишвили Г. И. Капиллярное кровообращение. Тбилиси: Изд. АН ГрузССР,
1958г. 110 с.
8. Чернух A.M., Александров П.Н., Алексеев О. В. Микроциркуляция. Москва, Медицина,
1975 г.,153 с.
9. В.В. Тучин. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Саратов:
Изд-во Сарат. Ун-та, 1998, 384 с.
Дополнительная литература
1. Учебно-методические материалы по оптике, размещенные на Интернет-сайте кафедры
оптики и биомед. физики http://optics.sgu.ru
2. Ульянов С.С. Что такое спеклы? // Соросовский Образовательный Журнал.
1999.N5.C.112-116.
3. Конради Г. П. Регуляция, сосудистого тонуса. Л.: Наука, 1973. 325 с.
4.
Левтов В. А., Регирер С. А., Шадрина Н. X. Реология крови. М.: Медицина, 1982. 270 с.
5. Регирер С. А. Лекции по биологической механике. М.: Изд-во МГУ, 1980, ч. 1. 144 с.
6. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Изд. 3-е. М.: Наука, 1976, т. 1, 492 с, т. 2, 568 с.
Изд. 4-е. М.: Наука, 1984.
7. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Изд. 3-е. М.: Наука, 1976, т. 1, 492 с, т. 2, 568 с.
Изд. 4-е. М.: Наука, 1984.
8. Хаютин В. М. Сосудодвигательные рефлексы. М.: Наука, 1964. 376 с.
Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) «Лазерная
анемометрия и цитометрия»
1. Мультимедиа-проектор
2. Ноутбук
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки
_Физика, Оптика и спектроскопия.
Профессор кафедры оптики и биофотоники,
д.ф.-м.н., профессор
C.C. Ульянов
Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники СГУ
(указать наименование кафедры)
от ____2011___года, протокол № _________________.
Подписи:
Зав. кафедрой
Декан факультета
(факультет, где разрабатывалась
программа)
Декан факультета
(факультет, где реализуется
программа)
д.ф.-м.н. проф. В.В. Тучин
д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин
д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин