Кафедра біомедичної інженерії

[BMF15] Біомедичні сенсорні системи

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освітиПерший (бакалаврський)
Галузь знань-
Спеціальність
Освітня програмаВсі ОП
Статус дисципліниВибіркова (Ф-каталог)
Форма здобуття вищої освітиОчна
Рік підготовки, семестрДоступно для вибору починаючи з 3-го курсу, весняний семестр
Обсяг дисципліни4 кред. (Лекц. 26 год, Практ. 28 год, Лаб. год, СРС. 66 год )
Семестровий контроль/контрольні заходиЗалік
Розклад занятьhttps://rozklad.kpi.ua
Мова викладанняУкраїнська / Англійська
Інформація про керівника курсу / викладачів Лекц.: Богомолов М. Ф.,
Практ.: Богомолов М. Ф.,
СРС.: Богомолов М. Ф.
Розміщення курсуhttps://do.ipo.kpi.ua/user/index.php?id=5661

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

.

Мета дисципліни.

Основною метою навчальної дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» є формування у студентів здатності обирати основні і допоміжні матеріали, методи та інструментальні засоби для реалізації технічних проектів, застосовувати сучасні методи оптоелектроніки і способи моделювання при проектуванні медичного обладнання та виробів медичного призначення;  проводити експерименти за заданими технічними та медичними методиками, виконувати комп’ютерну і оптичну обробку, аналіз і синтез отриманих результатів оптоелектронних досліджень.

 

Методи навчання

Лекційні заняття проходять з використанням пояснювально- ілюстративного методу, методу проблемного викладу, інтерактивного методу під час лекційних занять, який використовується для встановлення діалогу з аудиторією.

Практичні заняття проходять з використанням:

1) Репродуктивного методу, завдяки якому студенти закріплюють вивчений теоретичний матеріал та навчаються використовувати його в конкретних наукових задачах.

2) Частково-пошукового, або евристичного методу, який навчає пошуку вірних шляхів та методів розв’язування задач.

3) Інтерактивного методу, який використовується під час практичних занять для залучення студентів у процеси розв’язання задач та теоретичні факти, які для цього використовуються. Презентація та обговорення одержаних результатів передбачає використання проблемного та інтерактивного методів навчання.

Здобувачі самостійно вивчають літературу, програмні засоби проектування медичних приладів та систем, медичних систем моніторингу і прогнозування, систем інтернет-метрології та приладів для діагностики. Для оригінальних рішень навчальна робота може перерости в наукове дослідження.

       Загальні компетентності (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2021 від 19.04.2021 р.):

ЗК 1 - Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

ЗК 2 - Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.

ЗК 4 - Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій.

ЗК 9 - Здатність спілкуватися з представниками інших професійних груп різного рівня (з експертами з інших галузей знань/видів економічної діяльності).

ЗК 11 - Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт.

ЗК 12 - Здатність реалізувати свої права і обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократичного) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина України.

ЗК 13 - Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.

 

Спеціальні (фахові) компетентності (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2021 від 19.04.2021 р.):

ФК 2 - Здатність забезпечувати інженерно-технічну експертизу в процесі планування, розробці, оцінці та специфікації медичного обладнання.

ФК 4 - Здатність забезпечувати технічні та функціональні характеристики систем і засобів, що використовуються в медицині та біології (при профілактиці, діагностиці, лікуванні та реабілітації).

ФК 5 - Здатність застосовувати фізичні, хімічні, біологічні та математичні методи в аналізі, моделюванні функціонування живих організмів та біотехнічних систем.

ФК 7 - Здатність планувати, проектувати, розробляти, встановлювати, експлуатувати, підтримувати, технічно обслуговувати, контролювати і координувати ремонт приладів, обладнання та системи для профілактики, діагностики, лікування і реабілітації, що використовується в лікарнях і науково-дослідних інститутах.

ФК 9 - Здатність ідентифікувати, формулювати і вирішувати інженерні проблеми, пов’язані з взаємодією між живими і неживими системами.

ФК 12 - Здатність розробляти, планувати і застосовувати математичні методи в аналізі, моделюванні функціонування живих організмів, систем і процесів в біології та медицині.

ФК 14 - Здатність проводити експерименти за заданими технічними та медичними методиками, виконувати комп’ютерну обробку, аналіз і синтез отриманих результатів.

 

Програмними результатами навчання після вивчення дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» є (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2021 від 19.04.2021 р.):

 

ПРН 2 - Формулювати логічні висновки та обґрунтовані рекомендацій щодо оцінки, експлуатації та впровадженні біотехнічних, медико-технічних та біоінженерних засобів і методів.

ПРН 3 -  Управляти комплексними діями або проектами, нести відповідальність за прийняття інженерних рішень у непередбачуваних умовах, проводити техніко-економічну та безпекову оцінку проектів.

ПРН 4 - Застосовувати положення нормативно-технічних документів, що регламентують порядок проведення сертифікації продукції, атестації виробництва.

ПРН 5 - Вміти використовувати бази даних, математичне і програмне забезпечення для обробки даних та комп’ютерного моделювання біотехнічних систем.

ПРН 6 - Знання методів дослідження об’єктів, аналізу і обробки експериментальних даних.

ПРН 7 - Здійснювати інженерний супровід, сервісне та технічне обслуговування при експлуатації лабораторно-аналітичної техніки, медичних діагностичних і терапевтичних комплексів та систем, а також оформляти типову документацію за видами робіт згідно з Технічним регламентом щодо медичних виробів.

ПРН 10 - Вміти планувати, організовувати, направляти і контролювати медико-технічні та біоінженерні системи і процеси.

ПРН 13 - Вміти аналізувати сигнали, які передаються від органів на прилади, та проводити обробку діагностичної інформації (сигнали та зображення).

ПРН 22 - Розуміння науково-технічних принципів, методів і способів досліджень, які покладено в основу розробки, планування та проектування новітніх досягнень в галузі біомедичної інженерії.

ПРН 28 - Володіння сучасними методами перевірки на експериментальну цілісність і працездатність біотехнічних систем та визначення їх характеристик.

ПРН 29 - Вміти врахувати історичні, соціальні, екологічні, етичні, правові, економічні аспекти, вимоги охорони праці, виробничої санітарії і пожежної безпеки під час формування технічних рішень з урахуванням зміцнення та збереження особистого та громадського здоров'я.

ПРН 30 - Спілкуватися усно та письмово українською та іноземною мовами у професійному середовищі, володіти фаховою термінологією та професійним дискурсом, дотримуватися етики ділового спілкування; складати документи, у тому числі іноземною мовою (мовами).

 

Предмет дисципліни.

     Навчальна дисципліна належить до циклу вибіркових навчальних дисциплін фахової підготовки фахівця зі спеціальності 163 «Біомедична інженерія» за спеціалізацією «Медична інженерія» першого (бакалаврського) рівня вищої освіти ступеня бакалавра, який забезпечує процес навчання і підготовку фахівців з вищою освітою з знанням основних сучасних  лабораторних методів дослідження захворювань людини, які застосовуються в лабораторній аналітичній техніці, що дозволить проектувати та експлуатувати високоефективні діагностичні оптоелектронні прилади , виконувати їх ремонт та обслуговування, проводити наукові дослідження впливу різних  шкідливих зовнішніх факторів на організм людини. Практична частина спрямована на безпосереднє ознайомлення з медичними діагностичними технологіями і відповідною сучасною медичною технікою безпосередньо в лікувальних закладах:   науково-аналітичний огляд,проектування, конструювання, дослідження, випробування, експлуатація і технічна експертиза, інженерно-інформаційний супровід лабораторної аналітичної техніки і технологій,  комп’ютерна обробка експериментальної медичної інформації і сигналів для ідентифікації наявності патологічних зон, органів та тканин.

      Силабус навчальної дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» розроблений на основі принципу конструктивного вирівнювання, що дозволяє передбачити необхідні навчальні завдання та активності, які потрібні студентам для досягнення очікуваних результатів навчання на  основі  сучасної стратегії  взаємодії викладача  та  студента в електронному просторі  з  метою  засвоєння  студентами  матеріалу  та  розвитку  у  них практичних навичок, а потім спроектувати навчальний досвід таким чином, щоб максимально збільшити можливості студентів досягти бажаних результатів. Для виконання кожного наступного завдання студентам необхідно застосовувати навички та знання, отримані у попередньому. Особлива увага приділяється принципу заохочення студентів до активного навчання, у відповідності з яким студенти мають працювати над практичними тематичними завданнями, які дозволять в подальшому вирішувати реальні проблеми та завдання.

     Під час навчання застосовуються:

- методи навчання: комунікативний, проблемно-пошуковий, дослідницький, пояснювально-демонстраційний, частково-пошуковий, метод навчальних проектів;

- здійснюються: лекційні курси, семінари та практичні заняття, комп’ютерні практикуми та лабораторні роботи, курсові проекти, консультації, самостійна підготовка у бібліотечних фондах, використання Інтернет-ресурсів, застосування інформаційно-комунікаційних технологій (e-learning, онлайн-лекції, дистанційні курси), виконання кваліфікаційної дипломної роботи бакалавра;

-   стратегії активного і колективного навчання;

-   особистісно-орієнтовані   розвиваючі   технології,   засновані   на   активних   формах   і

методах навчання (командна робота (team-based learning), парна робота (think-pair-share),

метод мозкового штурму, метод кейс-стаді, ділові ігри, дискусія тощо);

-   евристичні методи (методи створення ідей, методи вирішення творчих завдань, методи

активізації творчого мислення);

-   метод проблемно-орієнтованого навчання.

     Для більш ефективної комунікації з метою розуміння структури навчальної дисципліни та засвоєння  матеріалу  використовується електронна пошта та месенджер WhatsApp, Skype,  платформа https://do.ipo.kpi.ua    за  допомогою якої:

-   спрощується розміщення та обмін навчальним матеріалом;

-   здійснюється  надання  зворотного  зв’язку  студентам  стосовно  навчальних  завдань  та

змісту навчальної дисципліни;

-   оцінюються навчальні завдання студентів;

-   ведеться облік виконання студентами плану навчальної дисципліни, графіку виконання

навчальних завдань та оцінювання студентів.

    Під час навчання та для взаємодії зі студентами використовуються сучасні інформаційно-комунікаційні та мережеві технології для вирішення навчальних завдань типу ZOOM i Cisco Webex Meetings, а також обладнання (проектор та електронні презентації для лекційних та практичних занять).

 Програмні результати навчання:

 В результаті вивчення навчальної  дисципліни «Біомедичні сенсорні системи»  студенти зможуть:

      1. Обирати основні і допоміжні матеріали, методи та інструментальні засоби для реалізації технічних проектів, застосовувати сучасні методи і способи моделювання при проектуванні медичного обладнання та виробів медичного призначення.

      2. Використовувати методи та засоби кількісної оцінки функціонування фізіологічних систем в практичній інженерній діяльності.

     3. Втілювати у життя сучасні діагностичні та лікувальні методи, пов’язані з використанням біотехнологій, комп’ютерних і нанотехнологій.

     4. Проводити експерименти за заданими технічними та медичними методиками, виконувати комп’ютерну обробку, аналіз і синтез отриманих результатів   

     5. Втілювати у життя сучасні діагностичні та лікувальні методи, пов’язані з використанням біотехнологій, комп’ютерних і нанотехнологій.

     6. Удосконалювати технічні елементи медичних приладів і систем та виробів медичного призначення в процесі професійної діяльності.

     7. Застосовувати методи і засоби прогнозування та моделювання для вивчення поведінки та властивостей біологічних систем.

    8. Працювати з інформацією: знаходити, оцінювати й використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для рішення наукових і професійних завдань

        Відповідність результатів навчання до компетентностей у стандарті вищої освіти можна переглянути у Додатку 1 «Програмні результати навчання (розширена форма)».

 

..

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

...

Дисципліна «Біомедичні сенсорні системи» має міждисциплінарний характер.    Вона інтегрує відповідно до свого предмету знання з інших освітніх   і   наукових   галузей, в структурно-логічної схемі програми підготовки фахівця  забезпечує  наступні навчальні дисципліни та кредитні модулі: 1). Математичне моделювання і симуляція біомедичних систем; 2).Моделювання біофізичних систем і процесів у медицині; 3). Математичні методи оптимізації біомедичних сигналів і зображень; 4). Методи ідентифікації, обробки і оптимізації медичної інформації; 5).Кількісна фізіологія; 6).Інструментальні методи діагностики здоров’я людини, а також дисциплінами блоку мовно-практичної підготовки.

     Дисципліна «Біомедичні сенсорні системи» є основою для підготовки бакалаврських дипломних робіт (проектів, магістерських дисертацій) за спеціальністю та в подальшій практичній роботі за фахом.

 

Необхідні навички:

1.  Знання і уміння користуватись  Microsoft Word, Microsoft PowerPoint

2.    Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу новітніх технологій з використання      сучасних оптоелектронних діагностичних методик,  медичних протоколів та діагностичних пристроїв.

3.    Здатність до пошуку, оброблення ,  аналізу науково-технічної інформації з різних джерел для оптимального використання та реалізації медико-технічних вимог зі застосування сучасних медичних технологій оптоелектронної діагностики та лікування.

4.    Знання іноземної мови.

5.    Здатність працювати в команді однодумців і фахівців з сучасних оптоелектронних і лазерних галузей знань і лабораторно-дослідницьких технологій.

6.    Здатність працювати в міжнародному контексті для участі у всебічній апробації і рекламуванні досягнень науково-дослідних робіт з впровадження сучасних фізіотерапевтичних технологій лікування.

7.    Здатність аналізувати складні медико-інженерні і біоінженерні проблеми та задачі, здійснювати їх формалізацію для знаходження кількісних рішень із застосуванням сучасних статистичних математичних методів та мікрокомп’ютерних інформаційних технологій при використанні оптоелектронних лабораторних пристроїв.

8.    Здатність досліджувати біологічні і технічні аспекти функціонування та взаємодії штучних  біологічних нейронних мереж  і оптоелектронних біотехнічних систем.

3. Зміст навчальної дисципліни

...

Програмні результати навчання, контрольні заходи та терміни виконання оголошуються студентам на першому занятті.

№ з/п

 

Тема

Програмні результати навчання

Основні завдання

Контрольний

захід

Термін

виконання

1.

Основні математичні співвідношення і особливості розрахунків при реєстрації біофізичних сигналів людини.

ПРН 2 ПРН 5

ПРН 10

Практична робота 1-2; Лабораторна робота 1

1-2-ий тиждень

2.

 Особливості лікувально-діагностичних комплексів

ПРН 4

ПРН 5

ПРН 6

ПРН 13

Практична робота 3-4; Лабораторна робота 2

3-4-ий тиждень

3.

Особливості біосигналів людини

ПРН 6

ПРН 7

ПРН 10

Практична робота 5-8; Лабораторна робота 3

5-6

тиждень

4.

Основні функціональні системи організму людини

ПРН3

ПРН 22

ПРН 28

Практична робота 9-10; Лабораторна робота 4

7-8

тиждень

5.

Біофізичний механізм виникнення біопотенціалів у збуджуваних клітинах

ПРН 6

ПРН 7

ПРН 10

РГР; Лабораторна робота 5

9-10

тиждень

6.

Особливості біомедичних сенсорних систем для кардіологічних досліджень

ПРН 4

ПРН 22

ПРН 29

Практична робота 11-14; Лабораторна робота 6

11-12

тиждень

      7.

Основні поняття вимірювальних перетворювачів     

ПРН 2 ПРН 5

ПРН 10

Практична робота 15-18; Лабораторна робота 7

13-14

тиждень

8.

Метрологічні характеристики вимірювальних біомедичних перетворювачів

ПРН 3

ПРН 5

 ПРН 10

Лабораторна робота 8; Модульна контрольна робота

15-16

тиждень

9.

 Схеми тензорезистивного та волоконно-оптичного tip-перетворювачів тиску крові. Перетворювачі біомеханічних та біоакустичних величин     

ПРН 4 ПРН 28 ПРН 30

Лабораторна робота9; Залік

17-18

тиждень

 

4. Навчальні матеріали та ресурси

..

Базова література:

1.  Сучасні оптоелектронні діагностичні прилади [Електронний ресурс] : навчальний посібник для здобувачів ступеня бакалавра за освітньою програмою «Медична інженерія» спеціальності 163 «Біомедична інженерія» / КПІ ім. Ігоря Сікорського ; уклад. М. Ф. Богомолов, В. Б. Максименко, В. В. Шликов ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові данні (1 файл 4,3 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського», 2021. – 125 с.
2.  Богомолов М., Орець Є. "Багатофункціональний стимулятор біологічно активних точок"/In: LAP LAMBERT Academic Publishing is a trademark of Dodo Books Indian Ocean Ltd., member of the OmniScriptum S.R.L Publishing group, str. A.Russo 15, of. 61, Chisinau-2068, Republic of Moldova Europe. 2021, ISBN: 978-620-3-93050-4. 69 p.

3.   Богомолов М., ДанилецьМ.. "Універсальний мультихвильовий лазерний комплекс для офтальмології /In: LAP LAMBERT Academic Publishing is a trademark of Dodo Books Indian Ocean Ltd., member of the OmniScriptum S.R.L Publishing group, str. A.Russo 15, of. 61, Chisinau-2068, Republic of Moldova Europe. 2021, ISBN: 978-620-3-93050-1. 65 p.

 

             Додаткова література (електроні ресурси):

  1.    Андрушко Л.М., Гроднев Н.И., Панфилов И.П. Волоконно-оптические линии связи. - М.: Радио и связь, 2016. - 136 с.
  2.  Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники. - К.: Вища школа,     2018. -383с.
  3.  Волоконно-оптические     линии     связи.     Справочник     /Под     ред. Л.М.Андрушко,    С.В.Свечникова. - К.: Техніка, 2008. - 240 с.
  4.  Мурадян А.Г. й др. Оптические кабели многоканальньїх линии связи.-М.: Радио и связь,   2017. -200 с.
  5. Оптика и связь / А.Козанне, Ж.Флере, Т.Метр: Пер. с франц. /Под ред. В.К.Соколова. - М.: Мир, 2004. - 502 с.
  6.  Основы   волоконно-оптической   связи:   Пер.   с   англ.   /   Под   ред. Е.М.Дианова. - М.: Сов. радио, 2018. - 232 с.
  7. Справочник по лазерной технике / Под ред. Ю.В.Байбородина. - К.: Техніка, 2008.-288 с.
  8.  Тараненко В.П. Електронні та квантові прилади НВЧ. - К.: Вища школа, 1974. -167 с.
  9. Борн М., Вольф 3. Основы оптики. - М.: Наука, 2003. - 720 с.
  10. Введение в технику измерений оптико-физических параметров световодных систем / А.Ф.Костюк, Ю.А.Курчатов, Ю.П.Майборода й др. Под ред. Костюка. - М.: Сов. радио, 2000. - 320 с.
  11. Гальяри Р.М., Карп Ш. Оптическая связь: Пер с англ. / Под ред. А.Г.Шереметьева. - М.: Связь, 2018. - 424 с.
  12.    Маркузе   Д.   Оптические   волноводы:   Пер   с   англ.   /   Под   ред. В.В.Шевченко. -М.: Мир, 2014. - 576 с.
  13. Справочник по лазерам / Под ред. А.М.Прохорова. -М.:Сов.радио, 2018.-Т.1.-504с; Т.2 – 400с.

Інформаційні ресурси

  1. http://info-library.com.ua/books-text-4072.html.
  2. http://www.twirpx.com.
  3.  Електронний кампус. Викладач М.Ф.Богомолов.
  4.  http://info-library.com.ua/books-text-4072.html.
  5. http://www.twirpx.com.
  6. http://ela.kpi/handle/123456789/7739 .
  7.  http://info-library.com.ua/books-text-4072.html .
  8.  http://ela.kpi/handle/123456789/11560.
  9. http://ela.kpi.ua/handle/123456789/16554.

 

.

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

...

Інформація (за розділами, темами) про всі навчальні заняття (лекції, практичні, семінарські, лабораторні):

 

 

 

Назви розділів і тем

Кількість годин

Всього

у тому числі

Лекції

Практичні (семінарські)

Комп’ютерні практикуми

Лабораторні

СРС

1

2

3

4

5

6

7

Розділ 1. Основні математичні співвідношення і особливості розрахунків при реєстрації біофізичних сигналів людини.

Тема 1.1. Особливості оптоелектронних методів біомедичних досліджень.

10

4

666

 

 

6

Тема 1.2. Основні математичні співвідношення і особливості розрахунків при реєстрації біофізичних сигналів людини.

10

2

2

 

 

6

Тема 1.3. . Фотодинамічний ефект ендогенного сенсибілізатора. Взаємодія оптичного випромінювання з біооб’єктами.

10

2

2

 

 

6

Тема 1.4. Оптичні методи в лабораторній діагностиці.

12

6

4

 

 

2

Тема 1.5. Особливості лікувально-діагностичних комплексів

3

 

 

 

 

3

Разом за розділом 1

45

14

8

 

 

23

 

 

Розділ 2. Метрологічні характеристики вимірювальних біомедичних перетворювачів

Тема 2.1 Біофізичний механізм виникнення біопотенціалів у збуджуваних клітинах.

10

2

4

 

 

4

Тема 2.2. Основні оптичні схеми вимірювання характристик волоконно-оптичних передавальних трактів біомедичної інформації.

7

1

2

 

 

4

Тема 2.3. Оптоелектронна схема медичного інтерферометричного оптоелектронного аналізатора біооб’єктів

5

1

 2

 

 

2

Тема 2.4. Особливості біомедичних сенсорних систем для кардіологічних досліджень

14

2

2

 

 

10

Тема 2.5. Оптоелектронна схема медичного інтерферометричного аналізатора біооб’єктів

12

2

2

 

 

8

Тема 2.6. Основні поняття вимірювальних перетворювачів.

12

2

2

 

 

8

Тема 2.7 Схеми тензорезистивного та волоконно-оптичного tip-перетворювачів тиску крові. Перетворювачі біомеханічних та біоакустичних величин.

10

2

4

 

 

4

Разом за розділом 2

70

12

18

 

 

40

Модульна контрольна робота

5

 

2

 

 

3

Всього годин

120

26

28

  –

 

66

                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендації щодо засвоєння навчальних занять (у формі деталізованого опису кожного заняття та запланованої роботи):

    Лекційні заняття

Перелік дидактичних засобів на лекції: Конспект лекцій, проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

з/п

Назва теми лекції та перелік основних питань

(перелік дидактичних засобів, завдання на СРС з посиланням на літературу)

Кільк. годин

1

Основні математичні співвідношення і особливості розрахунків при реєстрації біофізичних сигналів людини. Основні переваги застосування оптоелектронних методів і приладів для діагностування захворювань людини.. Основна мета застосування систем діагностичних оптоелектронних пристроїв та біомедичної апаратури. Технічні засоби, параметри і характеристики систем автоматичного проектування біомедичної апаратури. Основні принципи створення систем автоматичного проектування біомедичної апаратури.

4

Перелік дидактичних засобів: Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

 

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[3,С.34-78;5,С.26-52;7,С.47-59].

 

2

Особливості лікувально-діагностичних комплексів. Принцип фото динамічного впливу та стимуляції форменних елементів крові людини. Принципи комплектності, розвитку, сумісності, стандартизації та інвентаризації, включення і накопичення досвіду. Математичне формулювання задачі проектування біомедичної апаратури, вибір чисельних методів рвшення, розробку алгоритму проектування, математичних моделей і методів.

Перелік дидактичних засобів:  Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

2

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[2, С.19-25; 3, С. 41-53; 4,С. 10-17.].

 

 

 

3

 Біофізичний механізм виникнення біопотенціалів у збуджуваних клітинах Будова і принцип дії гелій-неонових, аргонових та молекулярних лазерів. Електричні та оптичні характеристики напівпровідникових лазерних діодів. Фізичні основи формування інверсійного стану активної речовини для газового середовища і напівпровідникового кристалу. Структурні схеми сучасних атомарних, іонних та молекулярних лазерів. Енергетичні діаграми активного газового середовища і напівпровідників. Енергетична схема виродженого напівпровідника. Галузі застосування, оптичні схеми квантових приладів у сучасних  оптично-електронних вимірювальних системах. Математичні рівняння опису інверсійного стану активної речовини, модель і розрахунок оптичних схем сучасних оптоелектронних пристроїв..

3

Перелік дидактичних засобів: Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

 

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[4,С.34-58;7,С.26-47;9,С.38-51.].

 

4

Основні поняття вимірювальних перетворювачів. Основні характеристики волоконних світловодів. Способи вимірювання числової апертури світловодів. Дисперсія світловодів, основні типи та схеми вимірювання. Механізми загасання випромінювання у світловодах, методи і сучасні прилади вимірювання втрат у оптичних трактах.. Розбірні і нерозбірні з’єднувачі волоконних світловодів. Методи контролю та вимірювання параметрів поширення випромінювання в оптичних кабелях при проектуванні сучасних телекомунікаційних систем.

Перелік дидактичних засобів: Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

2

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[ 4, С. 28-43; 6, С.37-51; 9, С.48-62.].

 

 

 

5

Оптоелектронна схема медичного інтерферометричного оптоелектронного аналізатора біооб’єктів. Розрахунок технічних характеристик джерела випромінювання волоконно-оптичних медичних систем. Мінімально допустима потужність випромінювання на вході фотоприймача. Швидкість передавання корисної інформації. Втрати потужності випромінювання через упакування волоконних світловодів. Розрахунок основних втрат потужності випромінювання у волоконно-оптичних трактах.

3

Перелік дидактичних засобів: Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

 

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[2, С.25-38; 7, С.46-53; 9, С.67-81.].

 

6

Сучасні оптико-електронні діагностичні медичні  вимірювальні пристрої, інтерферометри, спектрофотометри та волоконно-оптичні давачі. Особливості об’єктно-орієнтованих методів проектування біомедичної апаратури. Волоконно-оптичні перетворювачі з фазовою модуляцією. Основні сучасні оптичні схеми інтерферометрів Маха-Цендера і Майкельсона. Лазерні волоконно-оптичні допплеровські вимірювачі швидкості диференційного і гетеродинного типів. Волоконно-оптичні гіроскопи. Волоконно-оптичні перетворювачі для вимірювання магнітних та електричних полів, температури, вібраційних навантажень, мікропереміщень об’єктів, мікрострумів біологічних сигналів.

3

Перелік дидактичних засобів: Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

 

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[2, С.15-28;8,С.25-47;10,С.44-57.].

 

7

Оптоелектронна схема медичного інтерферометричного аналізатора біооб’єктів Особливості конструктивної ієрархії біомедичної апаратури, конструкції другого рівня складності, блочні каркаси. Планарні оптичні хвильоводи. Методи узгодження оптичних інтегральних схем з волоконними світловодами та джерелами випромінювання. Активні пристрої інтегральної оптики. Електрооптичні модулятори і дефлектори. Напівпровідникові фотодетектори. Оптоелектронні інтегральні схеми. Інтегрально-оптичні пристрої для систем передавання і обробляння інформації. Інтегрально-оптичні генератори, помножувачі, перемикачі, змішувачі, корелятори сигналів. Вплив зовнішніх дестабілізуючих механічних і кліматичних чинників. Характеристик систем віброудароміцності і температурної стабілізації роботи біомедичної апаратури.

Перелік дидактичних засобів: Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

3

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[4,С.23-34;6,С.33-49;8,С.87-101].

 

 

 

8

Абсорбційні оптоелектронні методи дослідження біооб’єктів.

 

Волоконно-оптичні вимірювачі індикатриси розсіяного випромінювання при взаємодії лазерного проміння з біологічними об’єктами. Основні оптичні схеми волоконно-оптичних вимірювачів з використанням сучасних волоконно-оптичних одномодових трактів зі збереженням поляризації лазерного випромінювання..

3

Перелік дидактичних засобів:  Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[10,С.63-84;11,С.53-69;12,С.67-19.].

 

9

Схеми тензорезистивного та волоконно-оптичного tip-перетворювачів тиску крові. Перетворювачі біомеханічних та біоакустичних величин. Волоконно-оптичні перетворювачі для вимірювання комбінаціонного лазерного випромінювання. Основні характеристики волоконно-оптичних модулів і систем для сучасних вимірювачів в медичних діагностичних системах. Особливості проектування конструкцій приладів біомедичного призначення і підготовка необхідної технологічної документації для впровадження у виробництво за допомогою системи проектування Solid Works Simulation.

Перелік дидактичних засобів:  Конспект лекцій; проекційне мультимедійне обладнання;  презентація Power Point.

Завдання на СРС:

1. Повторити матеріал лекції, підготуватись до практичного заняття по даним розділам, опрацювання літературних джерел[10,С.73-94;11,С.63-89;12,С.97-105.].

3

Всього

26

Практичні заняття

Основні завдання циклу практичних занять: закріплення на практиці основних положень навчальної дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» шляхом виконання спеціально сформульованих завдань і реальних схемотехнічних варіантів конструювання друкованих модулів і вузлів біомедичної апаратури, яка реально проектується у магістерських роботах студентів. Практичне заняття включає проведення контролю знань, вмінь та навичок, розв’язання реальних задач проектування біомедичної апаратури з їх обговоренням, вирішення контрольних завдань, їх перевірка та оцінювання.

     Оцінки, одержані студентом за окремі практичні заняття вносяться до журналу занять навчальної групи та враховуються при визначенні підсумкової оцінки (рейтингу) з даної навчальної дисципліни.

 

 

з/п

Назва теми заняття

Кільк. годин

1

Взаємодія оптоелектронного випромінювання з середніми та великими частинками.

4

2

Особливості розсіяння оптоелектронного випромінювання від форменних елементів крові..

4

3

Комп‘ютерне моделювання процесів взаємодії оптоелектронного випромінювання з форменними елементами крові.

4

4

Комп‘ютерні методи обробки спекл-структури оптоелектронного випромінювання, розсіянного мікробіооб'єктами.

4

5

Визначення параметрів рідинного середовища крові за допомогою індикатриси розсіяння оптоелектронного випромінювання.

4

6

Енергетичні та фазові характеристики оптоелектронного випромінювання, розсіяного сферичними мікробіочастинками.

4

7

Просторова та часова когерентність оптоелектронного випромінювання. Схеми вимірювання.

2

8

Особливості інтерференції та дифракції оптоелектронного випромінювання.

Сучасні методи та пристрої обробки біомедичної діагностичної інформації.

2

Всього

28

 

Лабораторні  заняття - відсутні    

 

Індивідуальні завдання

            З даного кредитного модуля заплановано індивідуальне завдання у формі  - Реферату

           Основні  цілі індивідуального завдання: Реферат -це завдання, яке передбачає вирішення конкретної практичної навчальної задачі за матеріалами теоретичного об’єму дисципліни     «Біомедичні сенсорні системи» з використанням відомого, а також самостійно вивченого теоретичного матеріалу з проектування і побудови сучасних лабораторних аналітичних пристроїв широкого призначення.  Значну частину такої роботи складає графічний матеріал, який виконується відповідно до чинних нормативних вимог та з обов’язковим застосуванням комп’ютерної графіки, якщо це визначено завданням, і використанням сучасних програмних систем проектування оптоелектронних діагностичних пристроїв аналітичного призначення. Контрольні роботи, як і розрахункові роботи, можуть передбачати певний ілюстративний матеріал.

Приблизна тематика ( назва індивідуального завдання):

 

 

 

  1. Класифікація сучасних лазерних та оптоелектронних пристроїв.
  2. Методи накачування лазерів, створення інверсії, населеність енергетичних рівній.
  3. Особливості квантового підсилення та генерації лазерного випромінювання.
  4. Взаємодія лазерного випромінювання з біологічними об‘єктами.
  5. Особливості взаємодії лазерного випромінювання з малими частинками.
  6. Взаємодія лазерного випромінювання з середніми та великими частинками.
  7. Особливості розсіяння лазерного випромінювання від елементів крові.
  8. Математична модель взаємодії лазерного світла з малими частинками.
  9. Математичні методи аналізу оптичних характеристик різних об‘єктів.
  10. Моделювання індикатриси розсіяння для біологічних об‘єктів.
  11. Комп‘ютерне моделювання процесів взаємодії лазерного випромінювання з елементами крові.
  12. Визначення параметрів  мікрочастинок за допомогою комп‘ютерної обробки індикатриси розсіяння.
  13. Комп‘ютерні методи аналізу процесів розсіяння лазерного випромінювання.
  14. Вплив параметрів мікрочастинок на лазерну індикатрису розсіяння.
  15. Особливості розсіяння лазерного випромінювання від крові людини.
  16. Комп‘ютерні методи моделювання розсіяння лазерного випромінювання від біологічних об‘єктів.
  17. Комп‘ютерні методи обробки спекл-структури лазерного випромінювання.
 

 

Теми індивідуальних завдань додаються до робочої програми. (Додаток №2)

 

     Реферат є поточним контрольним заходом, яка передбачає вирішення конкретної практичної навчальної задачі за матеріалами теоретичного об’єму дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» з використанням відомого, а також самостійно вивченого теоретичного матеріалу з проектування і побудови сучасних лабораторних оптоелектронних аналітичних пристроїв широкого призначення.  Значну частину такої роботи складає графічний матеріал, який виконується відповідно до чинних нормативних вимог та з обов’язковим застосуванням комп’ютерної графіки, якщо це визначено завданням, і використанням сучасних програмних систем проектування біомедичної апаратури лабораторного аналітичного призначення. РГР охоплює практичні навички  застосовування сучасних інструментів  і технологій пошуку, оброблення та аналізу інформації, дослідження дотичних до біомедичної інженерії  міждисциплінарних напрямів, критично аналізувати результати власних досліджень і результати інших дослідників у контексті усього комплексу сучасних знань щодо досліджуваної проблеми.

                      Модульна контрольна робота (МКР)  є  поточним   контрольним   заходом,   який    охоплює   практичні  навички застосування інструментів оптоелектронних біомедичних лабораторних досліджень для кількісного визначення, аналізу і оцінки функціональних систем і процесів взаємодіючих природних і штучних систем, що дозволить: досліджувати, розробляти, застосовувати, вдосконалювати та впроваджувати рішення, засоби та методи сучасних лабораторних оптоелектронних досліджень, а також методи та технології медичної та біоінженерії для вирішення проблем, пов’язаних зі здоров’ям та якістю життя людини; вирішувати завдання і проблеми біоінженерії для штучного створення або заміни клітин, тканин та органів людського тіла, для штучного вдосконалення і корекції їх функцій, розробки на цій основі лабораторних оптоелектронних діагностичних технологій, засобів і систем.

Контрольні завдання для модульної контрольної роботи додаються до робочої навчальної програми .

 

 

Позааудиторні заняття

Передбачається в межах вивчення навчальної дисципліни не менше двох виїзних занять – на базі сучасних лабораторних діагностичних медичних центрів, а також участь в Виставках сучасного медичного приладобудування, зокрема «Охорона здоров’я 2023 та 2024» тощо.

       Платформа дистанційного навчання:

Для більш ефективної комунікації з метою розуміння структури навчальної дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» і засвоєння матеріалу використовується електронна пошта, платформа дистанційного навчання "Сікорський" на основі системи Moodle КПІ-Телеком та сервіс для проведення онлайн-нарад Zoom, за допомогою яких:

 - спрощується розміщення та обмін навчальним матеріалом;

- здійснюється надання зворотного зв’язку зі студентами стосовно навчальних завдань та змісту навчальної дисципліни;

- оцінюються навчальні завдання студентів;

- ведеться облік виконання студентами плану навчальної дисципліни, графіку виконання навчальних завдань та їх оцінювання.

 

6. Самостійна робота студента

...

Види самостійної роботи (підготовка до аудиторних занять, проведення розрахунків за первинними даними, отриманими на лабораторних заняттях, розв’язок задач, написання реферату, виконання розрахункової роботи, виконання домашньої контрольної роботи тощо):

Самостійна робота

з/п

Назви тем і питань, що виноситься на самостійне опрацювання та посилання на навчальну літературу

Кількість

годин СРС

1

Тема 1.1 Особливості оптоелектронних методів біомедичних досліджень.

12

Перелік питань що виноситься на самостійне опрацювання: Особливості системи автоматичного проектування біомедичної апаратури. Комплекс засобів проектування. Необхідні підрозділи проектних організацій.

[3,С.34-78;5,С.26-52;7,С.47-59].

2

Тема 2.1 Фотодинамічний ефект ендогенного сенсибілізатора. Взаємодія оптичного випромінювання з біооб’єктами.

9

Перелік питань що виноситься на самостійне опрацювання: Принципи комплектності, розвитку, сумісності, стандартизації та інвентаризації, включення і накопичення досвіду. Математичне формулювання задачі проектування біомедичної апаратури, вибір чисельних методів рвшення, розробку алгоритму проектування, математичних моделей і методів.

[2, С.19-25; 3, С. 41-53; 4,С. 10-17.].

3

Тема 2.2 . Оптичні методи в лабораторній діагностиці.

10

Перелік питань що виноситься на самостійне опрацювання: Особливості використання програмного забезпечення при проектування друкованих вузлів і компонентів біомедичної апаратури. Застосування сучасних програмних продуктів автоматизованого проектування, виготовлення технічної і технологічної документації при впровадженні в виробництво запропонованих конструкторських рішень.

[4,С.34-58;7,С.26-47;9,С.38-51.].

4

Тема 2.3 Основні поняття вимірювальних перетворювачів .

Перелік питань що виноситься на самостійне опрацювання: Особливості узагальненого алгоритму автоматизованого проектування біомедичної апаратури, взаємодія програмно-методичних комплексів і програмно-технічних комплексів. Сукупність взаємодій всіх структурних елементів САПР біомедичної апаратури.

[ 4, С. 28-43; 6, С.37-51; 9, С.48-62.].

10

5

Тема 2.4 Метрологічні характеристики вимірювальних біомедичних перетворювачів.

Перелік питань що виноситься на самостійне опрацювання: Спектр властивостей, параметрів і характеристик інформаційного забезпечення САПР як технічної системи. Особливості проблемно-орієнтованих комплексів технічних засобів автоматизованого проектування біомедичних пристроїв і комплексів. Функціональні групи технічних засобів загального призначення для проектування біомедичної апаратури.

[2, С.25-38; 7, С.46-53; 9, С.67-81.].

10

6

Тема 2.5 Схеми тензорезистивного та волоконнооптичного tip-перетворювачів тиску крові.

Перелік питань що виноситься на самостійне опрацювання: Математичні моделі процесів, які здійснюються у біомедичній апаратурі. Ймовірні характеристики множини випадкових величин у процесі проектування біомедимчної апаратури. Основні структурно-конструкційні модулями першого рівня (СКМ1).

[2, С.15-28;8,С.25-47;10,С.44-57.].

7

7

Тема 3.1 Перетворювачі біомеханічних та біоакустичних величин.

Перелік питань що виноситься на самостійне опрацювання: . Особливості автоматичного трасування друкованих провідників електронних модулів біомедичної апаратури в системі Dip Trace. Виготовлення технологічних документів по проектуванню біомедичної апаратури в системі Solid Works Simulation. Особливості проектування конструкцій приладів біомедичного призначення і підготовка необхідної технологічної документації для впровадження у виробництво за допомогою системи проектування Solid Works Simulation.

[10,С.73-94;11,С.63-89;12,С.97-105.].

8

Всього       

66

 

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

...

Правила відвідування занять

Відвідування лекцій та практичних занять, а також відсутність на них, не оцінюється. Однак, студентам рекомендується обов’язково відвідувати заняття, оскільки на них викладається теоретичний матеріал та розвиваються навички, необхідні для виконання семестрового індивідуального завдання. Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.

 

Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали

Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали

Заохочувальні бали

Штрафні бали

Критерій

Ваговий бал

Критерій

Ваговий бал

Виконання практичних робіт

5 балів

Порушення термінів виконання (практична робота) (за кожну таку роботу)

-4 бали

Написання тез, статті, оформлення МК роботи як наукової роботи для участі у конкурсі студентських наукових робіт

5 балів за кожен вид діяльності (2 тези або одна стаття, або оформлення творчої роботи як наукової роботи для участі у конкурсі студентських наукових робіт)

Порушення термінів виконання (семестрове індивідуальне завдання)

-3 бали за кожен день

Своєчасне написання МКР

4 бали

Несвоєчасне написання МКР

-5 балів

Своєчасна здача заліку

5 балів

Перездача заліку

-10 балів

Пропущені контрольні заходи

Індивідуальне завдання, яке подається на перевірку з порушенням терміну виконання, але до терміну виставлення поточної атестації (або заліку / іспиту), оцінюється зі штрафними балами.

Індивідуальне завдання, яке подається на перевірку з порушенням терміну виконання та після терміну виставлення поточної атестації (або заліку / іспиту), не оцінюється.

 

Академічна доброчесність

Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.

 

Норми етичної поведінки

Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний  інститут  імені  Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.

 

Навчання іноземною мовою

      Використання іноземної літератури, вивчення навчального матеріалу, термінів, стандартів, документів тощо на іноземних мовах можливе при вивченні новітніх фізіотерапевтичних лікувальних технологій , а також відео і **ppt демонстраціях у тих випадках, коли відсутні вітчизняні інформаційні джерела. Враховуючи студентоцентрований підхід, за бажанням студентів, допускається вивчення матеріалу за допомогою англомовних онлайн-курсів за тематикою, яка відповідає тематиці конкретних лекційних та практичних занять.

 

Інклюзивне навчання

Не допускається  через необхідність інтенсивної роботи з суттєвими навантаженнями органів зору, які не дозволяють виконувати завдання за допомогою персональних комп’ютерів, ноутбуків та/або інших технічних телекомунікаційних засобів.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

...

Види контролю та бали за кожен елемент контролю:

 

з/п

Контрольний захід

%

Ваговий

бал

Кіл-ть

Всього

1.

Практична робота

 

18

1

18

18

2.

Лабораторна робота

18

2

9

18

3.

Тематичні завдання

4

1

4

4

4.

Дистанційне навчання/Наукова діяльність

20

20

1

20

5.

Залік

40

40

1

40

 

Всього

100

 

Поточний контроль: модульна контрольна робота, оцінювання дистанційного навчання

 

     Система оцінювання МКР

з/п

Контрольний захід

%

Ваговий

бал

Кіл-ть

Всього

1.

 Своєчасне оформлення

     10

10

1

10

2.

 Вірна відповідь на кожне запитання (рішення)

10

10

9

90

 

Всього

<100

     Система оцінювання Реферату

з/п

Контрольний захід

%

Ваговий

бал

Кіл-ть

Всього

1.

 Своєчасне оформлення

     10

10

1

10

2.

 Вірна відповідь на кожне запитання (рішення)

10

10

9

90

 

Всього

<100

Виставлення оцінки за дистанційне навчання шляхом перенесення результатів проходження онлайн-курсів у системі Moodle передбачено лише для контрольних запитань і результатів тестування за виконання індивідуального завдання.

Виставлення оцінки за контрольні заходи (практичні роботи, модульна контрольна робота) шляхом перенесення результатів проходження онлайн-курсів не передбачено.

 

 

з/п

Дистанційне навчання

%

Ваговий

бал

Кіл-ть

Всього

1.

Відповідь на контрольні запитання в онлайн-системі Webex або Zoom

40

10

4

40

2.

Відповідь на тести у системі Moodle

50

10

5

50

3.

Вчасність проходження дистанційного навчання

10

10

1

10

 

Всього

100

У разі виявлення академічної не доброчесності під час дистанційного навчання – контрольний захід не враховується, студент до захисту не допускається.

 

Календарний рубіжний контроль

Проміжна атестація студентів (далі – атестація) є календарним рубіжним контролем. Метою проведення атестації є підвищення якості навчання студентів та моніторинг виконання графіка освітнього процесу студентами3.

 

Критерій

Перша

атестація

Друга

атестація

Термін атестації 4

8-ий тиждень

14-ий тиждень

 

Умови отримання атестації

Поточний рейтинг 5

≥ 15 балів

≥ 40 балів

Виконання    практичних робіт

Практична робота

+

+

 

Виконання лабораторних робіт

Лабораторна робота № 1-9

+

+

 

Виконання модульної контрольної роботи

Модульна контрольна робота

+

 

Виконання розрахунково-графічної роботи

Розрахунково-графічна робота

+

3 Рейтингові системи оцінювання результатів навчання: Рекомендації до розроблення і застосування. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. 20 с.

4 Там само.

5  Там само.

 

Семестровий контроль: залік

 

Обов’язкова умова допуску до екзамену/заліку

Критерій

1

Поточний рейтинг

RD ≥ 60

2

Виконання семестрового

індивідуального завдання

Проходження дистанційного навчання RD ≥ 60

3

Виконання модульної контрольної роботи

Кількість балів RD ≥ 60

4

Захист реферату

RD ≥ 60

 

Умови допуску до семестрового контролю:

1. Активність на практичних заняттях, позитивна оцінка на додаткові питання.

2. Позитивний результат першої атестації та другої атестації.

3. Відвідування лекційних занять та повний конспект всіх лекцій з додатковими питаннями.

4. Відвідування та позитивне виконання практичних робіт.


2 Оцінювання результатів навчання здійснюється за рейтинговою системою оцінювання відповідно до рекомендацій Методичної ради КПІ ім. Ігоря Сікорського , ухвалених протоколом №7 від 29.03.2018 року.

 

 

Процедура оскарження результатів контрольних заходів

Студенти мають можливість підняти будь-яке питання, яке стосується процедури контрольних заходів та очікувати, що воно  буде  розглянуто  згідно  із  наперед  визначеними процедурами. Студенти   мають   право   оскаржити   результати   контрольних   заходів,   але   обов’язково аргументовано, пояснивши з яким критерієм  не погоджуються відповідно до оціночного листа та/або зауважень.

 

Додаткова інформація стосовно іспиту/заліку/співбесіди:

Студент має право покращити свої бали з модульної контрольної роботи у разі її своєчасного написання на запланованому занятті.

На заліку студентам не дозволяється користуватись конспектами лекцій, мобільними пристроями. Дозволяється користуватись обчислювальною технікою та учбово-методичним забезпеченням з практичних занять.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою
Кількість балівОцінка
100-95Відмінно
94-85Дуже добре
84-75Добре
74-65Задовільно
64-60Достатньо
Менше 60Незадовільно
Не виконані умови допускуНе допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

.

Перелік питань, які виносяться на семестровий контроль для модульної контрольної роботи:

  1.  Лазерні аналізатори параметрів крові людини. Схеми, характеристики.
  2. Лазерні пристрої проточної цитометрії. Схеми, характеристики.
  3. Застосування лазерів для діагностики захворювань крові людини.
  4. Лазерні терапевтичні пристрої. Схеми, характеристики.
  5. Застосування УФ-лазерів у медицині. Схеми, характеристики.
  6. Застосування ІЧ-лазерів у медицині. Схеми, характеристики.
  7. Вплив УФ та ІЧ-випромінювання на біологічі об‘єкти.
  8. Лазерні нефелометри. Принци дії, оптичні схеми, конструкції.
  9. Застосування лазерів для опромінювання крові людини. Схеми, характеристики.
  10. Сучасні лазерні пристрої для вимірювання вмісту цукру у крові людини. Схеми, характеристики.
  11. Сучасні лазерні скальпелі на СО2  та твердотільних лазерах.
  12. Волоконно-оптичні медичні ендоскопи. Конструкції, характеристики.
  13. Застосування лазерів у офтальмології. Схеми, конструкції.
  14. Застосування лазерів у онкології. Схеми, конструкції.
  15. Застосування лазерів  для терапії. Схеми, конструкції.
  16. Застосування лазерів  для діагностики захворювань. Схеми, конструкції.
  17. Застосування лазерів у хірургії. Схеми, конструкції.
  18. Застосування лазерів для лікування захворювань шкіри людини, косметології.
  19. Застосування Не-Ne лазерів для лікування серцево-судинних захворювань. Схеми, характеристики.
  20. Застосування лазерних спектрофотометрів для діагностики захворювань крові людини. Схеми, характеристики.

Можливість зарахування сертифікатів проходження дистанційних курсів

Дистанційне навчання через проходження онлайн-курсів у системі Moodle за певною тематикою допускається за умови погодження зі студентами. У разі, якщо невелика кількість студентів має бажання пройти онлайн-курс за певною тематикою, вивчення матеріалу за допомогою таких курсів допускається, але студенти повинні виконати всі завдання, які передбачені у навчальній дисципліні (практичні роботи, модульна контрольна робота, розрахунково-графічну роботу).

Перелік дистанційних курсів наведено на сайті кафедри біомедичної інженерії КПІ ім. Ігоря Сікорського: http://bmi.fbmi.kpi.ua/non-formal-education

 

1.  Додатки

Додаток 1. Програмні результати навчання (розширена форма)

В результаті вивчення навчальної  дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» студенти зможуть:

 

 

Результати навчання

Відповідність результатів навчання

до компетентностей у СВО 6

Загальні

компетентності (soft skills)

Спеціальні

компетентності (фахові)

1.

Планувати і виконувати теоретичні дослідження з біомедичної інженерії та дотичних міждисциплінарних напрямів з використанням сучасних інструментів, критично аналізувати результати власних досліджень і результати інших дослідників у контексті усього комплексу сучасних знань щодо досліджуваної проблеми

Здатність проводити експерименти за заданими технічними та медичними методиками, виконувати комп’ютерну обробку, аналіз і синтез отриманих результатів

Здатність втілювати у життя сучасні діагностичні та лікувальні методи, пов’язані з використанням біотехнологій, комп’ютерних і нанотехнологій

2.

Застосовувати сучасні інструменти і технології пошуку, оброблення та аналізу інформації.

Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

Здатність формувати і обґрунтовувати медико-технічні вимоги до виробів медичного призначення

3

Досліджувати, розробляти, застосовувати, вдосконалювати та впроваджувати рішення, засоби та методи інженерних і точних наук, а також методи та технології медичної та біоінженерії для вирішення проблем, пов’язаних зі здоров’ям та якістю життя людини.

Здатність розв’язувати комплексні проблеми в галузі професійної та/або дослідницько-інноваційної діяльності у сфері біомедичної інженерії, що передбачає глибоке переосмислення наявних та створення нових цілісних знань та/або професійної практики.

Здатність виконувати оригінальні дослідження, досягати наукових результатів, які створюють нові знання у біомедичній інженерії та дотичних до неї міждисциплінарних напрямах і можуть бути опубліковані у провідних наукових виданнях з біомедичної інженерії, біоінженерії, медицини та суміжних галузей.

4

Вирішувати завдання і проблеми біоінженерії для штучного створення або заміни клітин, тканин та органів людського тіла, для штучного вдосконалення і корекції їх функцій, розробки на цій основі лікувальних і діагностичних технологій, засобів і систем.

Здатність працювати з інформацією: знаходити, оцінювати й використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для рішення наукових і професійних завдань

Здатність втілювати у життя сучасні діагностичні та лікувальні методи, пов’язані з використанням біотехнологій, комп’ютерних і нанотехнологій

5

Розробляти та реалізовувати і розв’язувати значущі наукові та технологічні проблеми біомедичної інженерії з дотриманням норм академічної етики і врахуванням соціальних, економічних, екологічних та правових аспектів.

Здатність обґрунтовувати та захищати використані стратегії, проведені експерименти та застосовані методи інженерних і точних наук для вирішення проблем в біології, медицині, медичній та біоінженерії

Здатність удосконалювати технічні елементи медичних приладів і систем та виробів медичного призначення в процесі професійної діяльності

6

Обирати основні і допоміжні матеріали, методи та інструментальні засоби для реалізації технічних проектів, застосовувати сучасні методи і способи моделювання при проектуванні медичного обладнання та виробів медичного призначення

Здатність до перегляду існуючих концепцій біомедичної інженерії, біоінженерії та охорони здоров’я з позицій критичного осмислення і адаптації новостворених технологій, шляхом генерування оригінальних гіпотез..

Здатність застосовувати методи і засоби прогнозування та моделювання для вивчення поведінки та властивостей біологічних систем

 

6 Наказ Міністерства освіти і науки України № 1264 від 19.11.2018 року «Про затвердження стандарту вищої освіти за спеціальністю 163 Біомедична інженерія» для третього рівня вищої освіти».

 

Додаток 2. Методичні рекомендації до написання та оформлення Реферату

     Одним з основних видів семестрового контролю підчас опанування навчальної дисципліни «Біомедичні сенсорні системи»  є виконання реферату. Реферат виконується згідно з вимогами, у термін, зазначений викладачем.

     Основні  цілі індивідуального завдання реферату -це завдання, яке передбачає вирішення конкретної практичної навчальної задачі за матеріалами теоретичного об’єму дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» з використанням відомого, а також самостійно вивченого теоретичного матеріалу з проектування і побудови сучасних оптоелектронних діагностичних аналітичних  пристроїв широкого медичного призначення.  Значну частину такої роботи складає графічний матеріал, який виконується відповідно до чинних нормативних вимог та з обов’язковим застосуванням комп’ютерної графіки, якщо це визначено завданням, і використанням сучасних програмних систем проектування оптоелектронних діагностичних аналітичних  пристроїв лабораторного призначення. Контрольні роботи, як і розрахункові роботи, можуть передбачати певний ілюстративний матеріал.

    У рефераті розкриваються такі основні питання:

1.

Оптоелектронний діагностичний комплекс для кардіологічних досліджень. Схеми, особливості роботи.

2.

Застосування комп‘ютерів для діагностики захворювань серця. Моделювання роботи серця людини.

3.

Методи активної термографії за допомогою гіпербаричної оксигенації.

4.

Сучасні апарати електрокардіографії. Схеми, характеристики.

5.

Акустична та голографічна термографія. Схеми, характеристики.

6.

Сучасні методи термографічної діагностики. Схеми, характеристики.

7.

Сучасні діагностичні комплекси для оптоелектронних лабораторно-клінічних досліджень. Принцип дії. Схеми, характеристики.

8.

Сучасні автоаналізатори. Особливості роботи, схеми, характеристики.

9.

Сучасні пристрої УФ-спектроскопії. Особливості роботи, схеми, характеристики.

10.

11.

12.

 

13.

 

14

 

15.

Сучасні флюорометри. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Сучасні оптичні лазерні цитометри. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Оптоелетронні системи для дослідження параметрів крові людини. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Оптоелектронні комплекси для дослідження оптичних характеристик біологічних об‘єктів. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Діагностична оптоелектронна апаратура для реєстрації біопотенціалів людини. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Особливості роботи приладів для електроміографії та електрогастрографії. Основні схеми, характеристики.

     Титульний аркуш реферату повинен мати такий зміст: назва університету; назва факультету; назва кафедри; назва спеціальності, назва освітньо-професійної програми, реєстраційний номер, назва навчальної дисципліни; тема реферату; прізвище та ім’я студента, курс, номер академічної групи, рік.

    За титульним аркушем слідує детальний план (зміст реферату, в якому треба виділити вступ, 3 розділи основного змісту (аналіз літературних джерел, опис функціональної схеми, розрахунок функціонального блоку або розробка програмного забезпечення), їх підрозділи (за потребою), висновок, список використаних джерел. У змісті праворуч позначаються номери сторінок початку кожного питання. Кожен розділ починається з нової сторінки.

    Загальний обсяг реферату в залежності від обраної теми може варіюватися від 30 до 40 сторінок основного тексту (за узгодженням з викладачем). Обсяг реферату визначається вмінням студента стисло і водночас вичерпно розкрити тему: актуальність теми, що розглядається, сучасні тенденції та проблеми, проаналізувати кращі зарубіжні та українські технології, зробити висновки та обґрунтувати власні пропозиції та рекомендації.

   До реферату надається анотація двома мовами – українською та англійською, із зазначенням ключових слів.

   Обов’язкова вимога: чітке посилання на джерела інформації. Всі цифри, факти, думки вчених, цитати, формули повинні мати посилання у вигляді [2, с.54] (перша цифра означає номер джерела у наведеному в кінці творчої роботи списку літератури, а друга цифра – номер сторінки у цьому джерелі). Бажано використовувати таблиці, схеми, графіки, діаграми тощо. Список використаних джерел (не менше 10 джерел) оформляється згідно з діючими правилами. Якщо інформація взята з мережі Інтернет, потрібно, як і для звичайної літератури, вказати автора, назву статті, а потім навести адресу сайту в Інтернет.

   Реферат оцінюється за критеріями: логічності плану; повноти й глибини розкриття теми; наявності ілюстрацій (таблиці, рисунки, схеми, скріншоти веб-сторінок тощо); кількості використаних джерел і чіткості посилань на них; відображення практичних матеріалів та результатів розрахунків; оформлення; обґрунтування власної думки студента з цього питання у вигляді висновку.

  Граничний термін подання реферату на перевірку: за 10 днів до початку залікової сесії.

   Реферат не перевіряється на плагіат, але повинен відповідати вимогам академічної не доброчесності. У разі виявлення академічної не доброчесності, робота анулюється і не перевіряється.

 

 

 

 

 

 

 

 

Перелік питань, які виносяться на семестровий контроль для модульної контрольної роботи:

  1.  Лазерні аналізатори параметрів крові людини. Схеми, характеристики.
  2. Лазерні пристрої проточної цитометрії. Схеми, характеристики.
  3. Застосування лазерів для діагностики захворювань крові людини.
  4. Лазерні терапевтичні пристрої. Схеми, характеристики.
  5. Застосування УФ-лазерів у медицині. Схеми, характеристики.
  6. Застосування ІЧ-лазерів у медицині. Схеми, характеристики.
  7. Вплив УФ та ІЧ-випромінювання на біологічі об‘єкти.
  8. Лазерні нефелометри. Принци дії, оптичні схеми, конструкції.
  9. Застосування лазерів для опромінювання крові людини. Схеми, характеристики.
  10. Сучасні лазерні пристрої для вимірювання вмісту цукру у крові людини. Схеми, характеристики.
  11. Сучасні лазерні скальпелі на СО2  та твердотільних лазерах.
  12. Волоконно-оптичні медичні ендоскопи. Конструкції, характеристики.
  13. Застосування лазерів у офтальмології. Схеми, конструкції.
  14. Застосування лазерів у онкології. Схеми, конструкції.
  15. Застосування лазерів  для терапії. Схеми, конструкції.
  16. Застосування лазерів  для діагностики захворювань. Схеми, конструкції.
  17. Застосування лазерів у хірургії. Схеми, конструкції.
  18. Застосування лазерів для лікування захворювань шкіри людини, косметології.
  19. Застосування Не-Ne лазерів для лікування серцево-судинних захворювань. Схеми, характеристики.
  20. Застосування лазерних спектрофотометрів для діагностики захворювань крові людини. Схеми, характеристики.

Можливість зарахування сертифікатів проходження дистанційних курсів

Дистанційне навчання через проходження онлайн-курсів у системі Moodle за певною тематикою допускається за умови погодження зі студентами. У разі, якщо невелика кількість студентів має бажання пройти онлайн-курс за певною тематикою, вивчення матеріалу за допомогою таких курсів допускається, але студенти повинні виконати всі завдання, які передбачені у навчальній дисципліні (практичні роботи, модульна контрольна робота, розрахунково-графічну роботу).

Перелік дистанційних курсів наведено на сайті кафедри біомедичної інженерії КПІ ім. Ігоря Сікорського: http://bmi.fbmi.kpi.ua/non-formal-education

 

1.  Додатки

Додаток 1. Програмні результати навчання (розширена форма)

В результаті вивчення навчальної  дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» студенти зможуть:

 

 

Результати навчання

Відповідність результатів навчання

до компетентностей у СВО 6

Загальні

компетентності (soft skills)

Спеціальні

компетентності (фахові)

1.

Планувати і виконувати теоретичні дослідження з біомедичної інженерії та дотичних міждисциплінарних напрямів з використанням сучасних інструментів, критично аналізувати результати власних досліджень і результати інших дослідників у контексті усього комплексу сучасних знань щодо досліджуваної проблеми

Здатність проводити експерименти за заданими технічними та медичними методиками, виконувати комп’ютерну обробку, аналіз і синтез отриманих результатів

Здатність втілювати у життя сучасні діагностичні та лікувальні методи, пов’язані з використанням біотехнологій, комп’ютерних і нанотехнологій

2.

Застосовувати сучасні інструменти і технології пошуку, оброблення та аналізу інформації.

Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

Здатність формувати і обґрунтовувати медико-технічні вимоги до виробів медичного призначення

3

Досліджувати, розробляти, застосовувати, вдосконалювати та впроваджувати рішення, засоби та методи інженерних і точних наук, а також методи та технології медичної та біоінженерії для вирішення проблем, пов’язаних зі здоров’ям та якістю життя людини.

Здатність розв’язувати комплексні проблеми в галузі професійної та/або дослідницько-інноваційної діяльності у сфері біомедичної інженерії, що передбачає глибоке переосмислення наявних та створення нових цілісних знань та/або професійної практики.

Здатність виконувати оригінальні дослідження, досягати наукових результатів, які створюють нові знання у біомедичній інженерії та дотичних до неї міждисциплінарних напрямах і можуть бути опубліковані у провідних наукових виданнях з біомедичної інженерії, біоінженерії, медицини та суміжних галузей.

4

Вирішувати завдання і проблеми біоінженерії для штучного створення або заміни клітин, тканин та органів людського тіла, для штучного вдосконалення і корекції їх функцій, розробки на цій основі лікувальних і діагностичних технологій, засобів і систем.

Здатність працювати з інформацією: знаходити, оцінювати й використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для рішення наукових і професійних завдань

Здатність втілювати у життя сучасні діагностичні та лікувальні методи, пов’язані з використанням біотехнологій, комп’ютерних і нанотехнологій

5

Розробляти та реалізовувати і розв’язувати значущі наукові та технологічні проблеми біомедичної інженерії з дотриманням норм академічної етики і врахуванням соціальних, економічних, екологічних та правових аспектів.

Здатність обґрунтовувати та захищати використані стратегії, проведені експерименти та застосовані методи інженерних і точних наук для вирішення проблем в біології, медицині, медичній та біоінженерії

Здатність удосконалювати технічні елементи медичних приладів і систем та виробів медичного призначення в процесі професійної діяльності

6

Обирати основні і допоміжні матеріали, методи та інструментальні засоби для реалізації технічних проектів, застосовувати сучасні методи і способи моделювання при проектуванні медичного обладнання та виробів медичного призначення

Здатність до перегляду існуючих концепцій біомедичної інженерії, біоінженерії та охорони здоров’я з позицій критичного осмислення і адаптації новостворених технологій, шляхом генерування оригінальних гіпотез..

Здатність застосовувати методи і засоби прогнозування та моделювання для вивчення поведінки та властивостей біологічних систем

 

6 Наказ Міністерства освіти і науки України № 1264 від 19.11.2018 року «Про затвердження стандарту вищої освіти за спеціальністю 163 Біомедична інженерія» для третього рівня вищої освіти».

 

Додаток 2. Методичні рекомендації до написання та оформлення Реферату

     Одним з основних видів семестрового контролю підчас опанування навчальної дисципліни «Біомедичні сенсорні системи»  є виконання реферату. Реферат виконується згідно з вимогами, у термін, зазначений викладачем.

     Основні  цілі індивідуального завдання реферату -це завдання, яке передбачає вирішення конкретної практичної навчальної задачі за матеріалами теоретичного об’єму дисципліни «Біомедичні сенсорні системи» з використанням відомого, а також самостійно вивченого теоретичного матеріалу з проектування і побудови сучасних оптоелектронних діагностичних аналітичних  пристроїв широкого медичного призначення.  Значну частину такої роботи складає графічний матеріал, який виконується відповідно до чинних нормативних вимог та з обов’язковим застосуванням комп’ютерної графіки, якщо це визначено завданням, і використанням сучасних програмних систем проектування оптоелектронних діагностичних аналітичних  пристроїв лабораторного призначення. Контрольні роботи, як і розрахункові роботи, можуть передбачати певний ілюстративний матеріал.

    У рефераті розкриваються такі основні питання:

1.

Оптоелектронний діагностичний комплекс для кардіологічних досліджень. Схеми, особливості роботи.

2.

Застосування комп‘ютерів для діагностики захворювань серця. Моделювання роботи серця людини.

3.

Методи активної термографії за допомогою гіпербаричної оксигенації.

4.

Сучасні апарати електрокардіографії. Схеми, характеристики.

5.

Акустична та голографічна термографія. Схеми, характеристики.

6.

Сучасні методи термографічної діагностики. Схеми, характеристики.

7.

Сучасні діагностичні комплекси для оптоелектронних лабораторно-клінічних досліджень. Принцип дії. Схеми, характеристики.

8.

Сучасні автоаналізатори. Особливості роботи, схеми, характеристики.

9.

Сучасні пристрої УФ-спектроскопії. Особливості роботи, схеми, характеристики.

10.

11.

12.

 

13.

 

14

 

15.

Сучасні флюорометри. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Сучасні оптичні лазерні цитометри. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Оптоелетронні системи для дослідження параметрів крові людини. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Оптоелектронні комплекси для дослідження оптичних характеристик біологічних об‘єктів. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Діагностична оптоелектронна апаратура для реєстрації біопотенціалів людини. Особливості роботи, схеми, характеристики.

Особливості роботи приладів для електроміографії та електрогастрографії. Основні схеми, характеристики.

     Титульний аркуш реферату повинен мати такий зміст: назва університету; назва факультету; назва кафедри; назва спеціальності, назва освітньо-професійної програми, реєстраційний номер, назва навчальної дисципліни; тема реферату; прізвище та ім’я студента, курс, номер академічної групи, рік.

    За титульним аркушем слідує детальний план (зміст реферату, в якому треба виділити вступ, 3 розділи основного змісту (аналіз літературних джерел, опис функціональної схеми, розрахунок функціонального блоку або розробка програмного забезпечення), їх підрозділи (за потребою), висновок, список використаних джерел. У змісті праворуч позначаються номери сторінок початку кожного питання. Кожен розділ починається з нової сторінки.

    Загальний обсяг реферату в залежності від обраної теми може варіюватися від 30 до 40 сторінок основного тексту (за узгодженням з викладачем). Обсяг реферату визначається вмінням студента стисло і водночас вичерпно розкрити тему: актуальність теми, що розглядається, сучасні тенденції та проблеми, проаналізувати кращі зарубіжні та українські технології, зробити висновки та обґрунтувати власні пропозиції та рекомендації.

   До реферату надається анотація двома мовами – українською та англійською, із зазначенням ключових слів.

   Обов’язкова вимога: чітке посилання на джерела інформації. Всі цифри, факти, думки вчених, цитати, формули повинні мати посилання у вигляді [2, с.54] (перша цифра означає номер джерела у наведеному в кінці творчої роботи списку літератури, а друга цифра – номер сторінки у цьому джерелі). Бажано використовувати таблиці, схеми, графіки, діаграми тощо. Список використаних джерел (не менше 10 джерел) оформляється згідно з діючими правилами. Якщо інформація взята з мережі Інтернет, потрібно, як і для звичайної літератури, вказати автора, назву статті, а потім навести адресу сайту в Інтернет.

   Реферат оцінюється за критеріями: логічності плану; повноти й глибини розкриття теми; наявності ілюстрацій (таблиці, рисунки, схеми, скріншоти веб-сторінок тощо); кількості використаних джерел і чіткості посилань на них; відображення практичних матеріалів та результатів розрахунків; оформлення; обґрунтування власної думки студента з цього питання у вигляді висновку.

  Граничний термін подання реферату на перевірку: за 10 днів до початку залікової сесії.

   Реферат не перевіряється на плагіат, але повинен відповідати вимогам академічної не доброчесності. У разі виявлення академічної не доброчесності, робота анулюється і не перевіряється.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

..

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Навчальна та робоча програми дисципліни, РСО, навчальний посібник (електронне видання), силабус, онлайн-курс у Moodle, практичні заняття, лабораторний практикум URL: https://do.ipo.kpi.ua




Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Богомолов М. Ф.;
Ухвалено кафедрою БМІ (протокол № № 1 від 31.08.2023 р. )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № № 1 від 01.09.2023 р. )