МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Н.Э.Баумана
ФАКУЛЬТЕТ «БИОМЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА»
__________________КАФЕДРА «БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»_________________
| «УТВЕРЖДАЮ» Декан факультета БМТ д.т.н., профессор __________________ С.И. Щукин «____» ___________ 2004 г. |
МЕТОДИЧЕСКИЕ Указания
к курсовой работе
по дисциплине
«МЕДИЦИНСКИЕ ПРИБОРЫ, АППАРАТЫ, СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ»
МОСКВА 2004 г.
Методические указания составил к.т.н., доцент: В.А. Карпухин
Методические указания обсуждены и одобрены на заседании кафедры БМТ-1
Заведующий кафедрой БМТ-1: Спиридонов И.Н.
“_____”_____________2004 г.
Методические указания рассмотрены и одобрены
методической комиссией факультета БМТ
Председатель методической комиссии: Квашнин С.Е.
“_____”_____________ 2004 г.
Согласовано:
Заведующий кафедрой БМТ-2: Щукин С.И.
“_____”____________ 2004 г.
I. Цель и задачи курсовой работы
Курсовая работа завершает изучение дисциплины "Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы" и служит закреплению полученных знаний.
Цель курсовой работы - практическое освоение знаний, полученных в результате изучения современных методов расчета, конструирования и исследования медицинских приборов, аппаратов, систем и комплексов (МПАСиК).
В процессе выполнения курсовой работы студент должен научиться:
- оценивать актуальность предложенной темы;
- анализировать биологический объект применительно к разрабатываемому прибору или аппарату;
- на основе анализа биообъекта и существующей аппаратуры формулировать основные разделы медико-технических требований на разрабатываемую аппаратуру;
- анализировать биотехническую систему в целом;
- рассчитывать и моделировать конкретные блоки электронной медицинской техники;
- пользоваться научно-технической литературой, справочниками, ГОСТами и т.п.;
- применять современное программное обеспечение для проектирования и расчетов структурных и принципиальных схем медицинских приборов и аппаратов.
2. Тематика курсовых работ.
Тематика курсовых работ по дисциплине МПАСИК должна соответствовать современному состоянию науки и техники, а также практическим требованиям медицины. В процессе выполнения курсовой работы студент должен провести разработку биотехнической системы по предложенной теме, структурной схемы прибора или аппарата, а также произвести расчет и моделирование отдельного блока, устройства или системы.
При выдаче задания на курсовую работу студенту может быть предложена одна из тем, указанных в табл.1. Кафедра оставляет за собой право пересмотра тематик курсовых работ и их изменения в соответствии с современными требованиями медицины.
Таблица 1. Примерные темы для выполнения курсовой работы по дисциплине МПАСИК.
| Порядковый номер студента в журнале | Тема курсовой работы |
| | Разработка электрокардиографа. |
| | Разработка электроэнцефалографа. |
| | Разработка электромиографа. |
| | Разработка электроокулографа |
| | Разработка реоплетизмографа. |
| | Разработка автоматического измерителя артериального давления. |
| | Разработка аппарата для низкочастотной магнитотерапии. |
| | Разработка аппарата для ультразвуковой хирургии. |
| | Разработка аппарата для ультразвуковой терапии. |
| | Разработка аппарата для УВЧ-терапии. |
| | Разработка биоуправляемого дефибриллятора. |
| | Разработка биоуправляемого протеза верхней конечности. |
| | Разработка биоуправляемого протеза нижней конечности. |
| | Разработка РН-метра. |
| | Разработка измерителя температуры. |
| | Разработка измерителя квазипостоянных биопотенциалов. |
| | Разработка аппарата для аэроионотерапии. |
| | Разработка БТС аэроионотерапии с каналом контроля концентрации легких ионов кислорода. |
| | Разработка прибора для исследования кожно-гальванической реакции. |
| | Разработка прибора для исследования электрических характеристик точек акупунктуры. |
| | Разработка анализатора водных сред организма. |
В отдельных случаях, учитывая интересы студента, тема курсовой работы может быть заменена по согласованию с преподавателем, ответственным за курс МПАСИК. Замена проводится только в том случае, если в перспективе возможно развитие предполагаемой тематики в рамках дипломного проекта. При выполнении курсовой работы в ней обязательно должны быть предусмотрены элементы новизны и детальная проработка тех узлов или блоков, которые отражают медико-техническую специфику. Причем исходные данные для проектирования должны быть отражены в медико-технических требованиях и обоснованы в главах, где проводится анализ биологического объекта. Например, при выполнении темы "Разработка электрокардиографа" предметом разработки и расчета может стать предварительный усилитель биопотенциалов. При рассмотрении биообъекта в этом случае следует обосновать чувствительность, входное сопротивление, полосу пропускания предварительного усилителя и т.п.
3. Содержание и объем курсовой работы
Курсовая работа должна состоять из расчетно-пояснительной записки и иллюстративных материалов.
Расчетно-пояснительную записку выполняют с учетом требований, предусмотренных ГОСТ 2.106-96, 2.108-68 и 7.32-2001. Она печатается на компьютере через полтора интервала шрифтом 12 на листах формата А4. Содержание расчетно-пояснительной записки должно отражать все этапы работы над курсовой работой:
а) анализ биологического объекта, его физиологических, анатомических и т.п. свойств в норме и патологии, способов диагностики или лечения патологии;
б) моделирование биотехнической системы с указанием введения возможных обратных связей от биообъекта;
в) анализ существующей аппаратуры для диагностики, лечения и т.п.;
г) медико-технические требования (МТТ) на разрабатываемую аппаратуру;
д) описание работы установки по структурной схеме;
е) расчетную часть;
ж) результаты моделирования;
з) список использованной литературы.
Объем расчетно-пояснительной записки - 30-35 страниц. В ней должны содержаться рисунки, схемы, графики и т.п. в таком объеме, чтобы записка могла быть прочитана независимо от графической части работы. Список литературы составляют в соответствии с ГОСТ 7.1-2003.
Пример
Тема курсовой работы «Разработка биоуправляемого протеза верхней конечности».
Краткое содержание расчетно-пояснительной записки:
а) описание анатомического строения верхней конечности с перечислением мышц, костей, суставов, сухожилий в норме. Особенности анатомического строения усеченной верхней конечности. Способы восстановления или замещения утраченных функций опорно-двигательного аппарата. Анализ сигналов, используемых для управления протезом. Выбор мышц, пригодных для управления протезом. Анализ количества степеней свободы верхней конечности в норме и при патологии. Выбор информативного параметра для управления протезом и для осуществления переключений;
б) описание работы биотехнической системы «протез-орган»
по структурной схеме с указанием введения возможных обратных связей к органу. Если разработке подлежит усилитель биопотенциалов, то может быть проведено математическое моделирование процессов, происходящих в биотехнической системе «усилитель-электрод-кожа». При разработке блока переключения можно провести математическое моделирование сигнала ЭМГ и математически обосновать способ выделения информативного параметра, используемого для переключения с последующим его преобразованием ;
в) краткий анализ существующих конструкций протезов верхних конечностей, их преимущества и недостатки. Сравнительные характеристики механических, гидравлических, пневматических и электрических приводов протезов. Анализ систем управления протезами с пропорциональным управлением, релейным управлением, управлением по моделям-аналогам и т.п., их преимущества и недостатки;
г) цель разработки и ожидаемый медицинский, технический, экономический или социальный эффект при использовании изделия. Назначение изделия. В медицинских требованиях, кроме описательного характера, следует отразить вес протеза, шум, создаваемый протезом, время переключения, входное сопротивление предварительного усилителя биопотенциалов, силу схвата, углы поворота, материалы для изготовления гильзы протеза и т.п. Технические требования должны нести информацию о потребляемой мощности, напряжении питания, контрольно-измерительной аппаратуре, составных частях изделия и т.п. Особое внимание в МТТ должно быть уделено требованиям к разрабатываемому узлу или блоку. Форма МТТ должна соответствовать ГОСТ 15.013-94;
д) описание работы протеза по структурной схеме должно быть построено таким образом, чтобы с предельной ясностью раскрыть взаимосвязь отдельных блоков и влияние каждого из них на работу системы управления, не детализируя при этом внутреннего содержания самих блоков. Особое внимание следует уделить вопросам электробезопасности в соответствие с ГОСТ Р 50267.0-92. Структурная схема может быть снабжена временными диаграммами преобразования управляющего и переключающего сигналов в каждом блоке;