методичка. методичка по курсовой. Методические указания к курсовой работе по дисциплине медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы
 Скачать 44.08 Kb.
|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ Указания к курсовой работе по дисциплине «МЕДИЦИНСКИЕ ПРИБОРЫ, АППАРАТЫ, СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ» Мадумаров У.О. Душанбе 2021 I. Цель и задачи курсового проекта Курсовой проект завершает изучение дисциплины "Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы" и служит закреплению полученных знаний. Цель курсового проекта - практическое освоение знаний, полученных в результате изучения современных методов расчета, конструирования и исследования медицинских приборов, аппаратов, систем и комплексов (МПАСиК). В процессе выполнения курсового проекта 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 роектов. Тематика курсовых проектов по дисциплине МПАСИК должна соответствовать современному состоянию науки и техники, а также практическим требованиям медицины. В процессе выполнения курсового проекта 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 курсового проекта по дисциплине МПАСИК.
В отдельных случаях, учитывая интересы студента, тема курсового проекта 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 курсового проекта 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 курсового проекта Курсового проекта 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 курсового проекта: 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 на ватмане А1 Список литературы составляют в соответствии с ГОСТ 7.1-2003. Пример Тема курсового проекта «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 спропорциональным 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; е) описание работы системы управления протезом по принципиальной электрической схеме проводится с указанием функций, выполняемых элементами схемы в процессе преобразования сигналов. Особенно подробно следует рассмотреть работу узла или блока, подлежащего расчету. Непременным условием при выборе узла или блока, подлежащего расчету, является прямая или косвенная связь с биообъектом. Исходные данные для расчета должны быть отражены в МТТ и обоснованы в п.а). При проектировании системы управления протезом можно проводить расчет предварительного усилителя, блока переключения с одного движения на другое, управляемого генератора, частота которого меняется в зависимости от силы схвата. В принципе, можно рассчитать и элементы блока питания, но при этом следует обосновать исходя из характеристик биообъекта, какими должны быть коэффициенты стабилизации, пульсации, гармоник и т.п.; ж) результаты экспериментов по изучению характеристик биообъекта или результаты экспериментов по исследованию параметров разрабатываемого блока. В рассматриваемом примере экспериментальному изучению могут подлежать биопотенциалы, отводимые от мышц, выбранных для управления протезом, характеристики предварительного усилителя, блока переключения и т.п. Следует отметить, что результаты экспериментов должны быть подвергнуты статистической обработке с указанием средних значений и их разброса. В иллюстративную часть работы может быть вынесен следующий материал: –анатомическое строение нормальной верхней конечности с указанием всех элементов опорно-двигательного аппарата, изобразить форму электромиограммы с указанием минимальной и максимальной амплитуд, частотного диапазона и длительности пиков ЭМГ, представить в виде таблиц информационные параметры, используемые для управления протезом и осуществления переключений, а также типы серийно выпускаемых протезов и дать их сравнительные характеристики. –биотехническая система, результаты ее моделирования, а также блок-схема системы управления протезом. – принципиальная электрическую схему системы управления протезом или ее фрагменты таким образом, чтобы получить представления о системе управления в целом. – результаты экспериментальных исследований в виде таблиц и графиков. Построение графиков должно проводиться по точкам с указанием разброса параметра в каждой точке. 4. Оформление курсовой работы Расчетно-пояснительная записка. Расчетно-пояснительная записка составляется на русском языке. Нумерация формул, рисунков, таблиц и т.п. допускается как сквозная, так и по главам. Соблюдение масштабов в расчетно-пояснительной записке обязательно только при построении графиков. Разделы записки должны быть снабжены заголовками и выделены. Текст записки выполняется на листах формата А4. В случае использования большего формата листов они должны быть аккуратно сложены до формата А4. Листы записки обязательно нумеруют. В конце расчетно-пояснительной записки подшивают оглавление. Расчетно-пояснительную записку подписывают автор и руководитель работы. Принципиальные электрические, функциональные, структурные схемы выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.701-84... 2.704-76. При составлении схем используют условные графические изображения, установленные ЕСКД (ГОСТ 2.721-74; ГОСТ 2.723-68; ГОСТ 2.727-68; ГОСТ 2.728-74; ГОСТ 2.747-68; ГОСТ 2.759-82). Допускается на поле чертежа свободном от схемы располагать основные ее характеристики и параметры, сведенные в таблицы. При наличии в схеме регулировочных элементов их следует указать в примечании. В зависимости от количества элементов в схеме спецификация на нее может быть изображена на листе или вынесена в записку. 5. Использование ЭВМ при выполнении курсового проекта При выдаче задания руководитель проекта должен ориентировать студента на применение ЭВМ при выполнении следующих разделов: моделирование биотехнической системы; проведение расчетов усилителей, фильтров и т.д.; моделирование процесса преобразования информации, аналогичного процессу, происходящему в разрабатываемом блоке, в целях исследования АЧК, ФЧХ, переходных процессов и т.п.; оптимизация проектируемых узлов и блоков. Алгоритм проведенных вычислений имеет смысл выносить в иллюстративную часть работы. В расчетно-пояснительной записке должны быть представлены исходные .данные, алгоритм и программа вычислений, полученные результаты, а также следующие из них выводы. 6. Организация курсовой работы. Руководство курсового проекта поручают наиболее квалифицированным преподавателям факультета. В качестве консультантов по отдельным вопросам могут привлекаться сотрудники факультета, преподаватели-совместители, ведущие работники промышленности. При этом методическое руководство их работой возлагается на преподавателей факультета. Темы курсовых проектов определяют на первой неделе соответствующего семестра. День получения темы фиксирует руководитель в специальном журнале. В случае неявки для получения темы в срок, на второй неделе семестра в деканат подаются сведения осрыве студентом графика выполнения курсового проекта. Вся работа по выполнению курсового проекта разбивается на 4 этапа, каждый из которых составляет 25% общего объема работы. Для выполнения каждого этапа студенту отводится 1/4 общего количества недель в семестре. Выполнение курсового проекта по МПАСИК проводится в соответствии с графиком (табл.2). Срок защиты курсового проекта – на зачетной неделе. Ход выполнения курсового проекта регистрируется в журнале, где проводилась отметка о получении темы. В обязанности руководителя курсового проекта входит занесение соответствующих отметок в вышеуказанный журнал относительно каждого студента. При выдаче задания руководитель должен дать общие указания о задачах проектирования, методике работы и требованиях к оформлению. Кроме того, для каждой конкретной тематики руководителем должен быть определен круг вопросов, подлежащих разработке в записке и иллюстративной части работы, а также частично предложен список литературных источников. Тему, техническое задание на курсовую работу руководитель заносит в специальные бланки. При отсутствии на кафедре таких бланков эти данные указывают по той же форма на рукописном бланке. В течение семестра руководитель курсового проекта проводит консультации для студентов один раз в неделю в соответствии с расписанием. Таблица 2
На протяжении семестра куратор группы совместно с преподавателями кафедры контролирует ход выполнения курсового проекта на специальных смотрах. 7. Защита курсового проекта Выполненный проект подписывает автор, несущий полную ответственность за его качество, и руководитель работы. Для приема защиты курсового проекта кафедра формирует комиссию, в состав которой должно входить не менее двух преподавателей кафедры. Курсовые проекты защищают публично в присутствии студентов, желающих послушать защиту. На доклад по курсовой работе студенту отводится 4-5 минут. В процессе доклада студент должен с привлечением иллюстративной части обосновать актуальность задачи, провести анатомо-физиологический анализ свойств биообъекта, используемых в дальнейшем для составления МТТ, обосновать математическое, физическое или другое моделирование биотехнической системы, а также рассказать о работе блока по структурной и принципиальной электрической схемам. По окончании доклада студенту могут быть заданы вопросы по анализу биообъекта, целесообразности выбранных схемных решений и т.п. Вопросы и ответы должны быть предельно краткими. Общее время на вопросы и ответы не должно превышать – 20 мин. Курсового проект оценивается по четырехбалльной системе с записью положительной оценки в зачетную книжку. При оценке работы учитывается правильность и качество пояснительной записки, качество сделанного доклада, использование ЭВМ в расчетной части, правильность и краткость ответов на вопросы. В случае неудовлетворительной оценки по одному из критериев, Курсового проект может быть оценена неудовлетворительно. Студенты, не представившие в установленный срок курсовую работу к защите или не защитившие его, считаются имеющими академическую задолженность, В случае неудовлетворительной оценки курсового проекта комиссия может: - указать на необходимость доработки работы без конкретизации допущенных ошибок и установить срок представления проекта к защите после доработки; - предложить проведение дополнительной проработки отдельных вопросов и установить срок представления проекта к защите после доработки. Вслучае повторной неудовлетворительной оценки проекта комиссия вправе сменить тематику работы и назначить срок ее представления к защите. Повторная защита той же работы на повышенную оценку допускается только в том случае, если автор провел ее доработку. ЛитератураЭлектрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника: Учебное пособие/ Е.П. Попечителев, Н.А. Кореневский – М.: Высшая школа, 2002. – 470 с. Системы комплексной электромагнитотерапии: Учебное пособие для вузов/ Под ред. А.М. Беркутова, В.И. Жулаева, Г.А. Кураева и др. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000 г. – 376 с. Кореневский Н.А., Попечителев Е.П. Проектирование электронной медицинской аппаратуры для диагностики и лечебных воздействий. Курск - СПБ, 1999.- 537 c. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ /Под ред. Барановского А.Л., Немирко А.П. - М.: Радио и связь, 1993.- 248 с. Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей/ Под ред. Р.И. Утямышева .-М.:Энергоатомиздат, 1983.- 384 с. Шальдах М., Электрокардиотерапия. Технические аспекты электрокардиостимуляции., СПБ.- 1992. Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы.-М.:Мир,1988.-583 с. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. - СПб.: Корона принт, 1998. - 400 с. Медицинская электронная аппаратура для здравоохранения.- М.:Радио и связь, 1981.- 344 с. Бредикис Ю.Ю., Дрогайцев А.Д., Стирбис П.П. Программируемая электростимуляция сердца.- М.:Медицина,1989. -160 с. Лисовский В.А., Елисеев В.А. Слуховые приборы и аппараты.- М.:Радио и связь, 1991.- 192 с. Ливенцев Н.М., Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. М.: Медицина. – 1981. – 335 с. Янушкевичус З.И., Чирейкин Л.В., Праневичус А.А. Дополнительно усиленная электрокардиограмма.- Л.:Медицина,1990 - 192 с. Кнеппо П., Титомир Л.И. Биомагнитные измерения.- Энергоатомиздат, 1989.- 288 с. Физика визуализации изображений в медицине : В двух томах: Пер. с анлийск./ Под ред. С.Уэбба.- М.:Мир, 1991. Полищук В.И., Терехова Л.Г. Техника и методика реографии и реоплетизмографии .- М:Медицина, 1983.- 176с. Ливенсон А.Р. Электробезопасность медицинской техники.-М.:Медицина,1981. -280 с. Жуковский В.Д. Медицинские электронные системы. -М.:Медицина, 1976. - 312с. Мишин А.Т., Логинов А.С. Инфранизкочастотные усилители бионапряжений с гальваническим разделением входа и выхода.-М.-Энергоиздат, 1983. - 81 с. Белов А.Ф., Леонов А.Ф. Схемотехника изотопных кардиостимуляторов.-М.: Энергоатомиздат, 1987.- 232 с. Фолкенберри Л. Применения операционных усилителей и линейных ИС.-М.:Мир, 1985.- 572 с. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В двух томах.-М.:Мир, 1983 -Т.1. 598 с. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИС. -М.:Радио и связь, 1985.-224 с. Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. - М.:Энергоатомиздат, 1987. - 320 с. Буго Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства:Учебник для вузов.- М.:Радио и связь, 1986.- 320 с. Арсланов М.З., Рябков В.Ф. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов.-М.:Советское радио, 1972. - 392 с. Пейтон А. Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях - М.: БИНОМ, 1994. - 352 с. Карпухин В.А. Биотехнические особенности проектирования усилителей электрофизиологических сигналов. М.: МГТУ, 1994. – 16 с. Карпухин В.А. Исследование передаточных функций активных фильтров второго порядка. М.: МГТУ, 1993 – 32 с. Карпухин В.А. Радиоэлектронные устройства медицинского назначения. Часть 1. Электроэнцефалографы: Учебное пособие по дисциплине "СМРЭА". М.: МГТУ, 1999 г. – 24 с. Николаев Г.А., Лощилов В.И. Ультразвуковая технология в хирургии. – М.: Медицина, I980. – 272 с. Духин С.С., Дерягин Б.В. Электрофорез. – М.: Наука, 1976.– 316 с. Техника и методики физиотерапевтических процедур /Под ред. В.М.Богомолова. – М.:Медицина, 1963. – 352 с. Бредикис Ю.Ю. Очерки клинической электроники. – М.: Медицина, 1974. – 264 с. Лакомкин А..И., Мягков И.Ф. Электрофизиология. – М.: Высшая школа, 1977. – 305 с. Биотехнические системы. Теория и проектирование: Учеб. пособие / Ахутин В.М., Немирко А.П., Першин Н.Н. и др.; Под ред. В.М.Ахутина, – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. – 220 с. Ливенсон А.Р. Электробезопасность медицинской техники. – М.: Медицина, 1981. – 279 с. Мошиц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров. – М.: Мир, 1984. – 320 с. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Под ред. И.П. Голяминой. – М.; Советская энциклопедия, 1979. – 504 с. Усилительные устройства. Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие для вузов /А.Г.Алексеев, Г.В.ВоЙшвилло, й.А.Трискало; Под ред. Г.В.Войшвилло. – М.:Радио и связь, 1986. – 176 с. Микрокомпьютерные медицинские системы: Проектирование и применение / Г. Фурно, Д. Дас, Г. Спренгор и др.; Под ред. У. Томпкинса и Дж. Уэбстера. – М.: Мир, 1983. – 544 с. Конструкции протезно-ортопедических изделий: Учеб. пособие для техникумов / Кужекин А.П., Морвйнис И.Ш., Якобсон Я.С. и др.; Под ред. А.П. Кужекина. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 239 с. Славуцкий Я.Л. Физиологические аспекты биоэлектрического управления протезами. – М.: Медицина, 1982. – 288 с. |