Общая биофизика, медицинская биофизика,

биофизические основы функциональной диагностики

Трудоемкость 24 ЗЕТ

Цель освоения дисциплины: дать студентам необходимые знания, умения и навыки в области общей и медицинской биофизики, биофизические основы функциональной диагностики.

Задачи освоения дисциплины: приобретение теоретических знаний в области биофизики, медицинской физики и медицинской биофизики, в том числе используемых в функциональной диагностике; формирование умения использовать современные биофизические методы исследований; освоение фундаментальных основ работы с биофизическими приборами, применяемыми в функциональной диагностике; приобретение умения решать задачи прикладного характера; формирование у студентов логического мышления, способностей к точной постановке задач и определению приоритетов при решении профессиональных проблем; приобретение студентами умения анализировать поступающую информацию и делать достоверные выводы на основании полученных результатов.

Содержание дисциплины: Биофизика клетки. Биологические мембраны. Транспорт веществ через клеточные мембраны. Биоэлектрогенез. Биофизика процесса передачи возбуждения с одной возбудимой клетки на другую. Понятие о синапсах. Пластичность синапсов химического типа. Неквантовое выделение нейромедиаторов.

Биофизика сократительных систем. Биомеханика сердца. Биофизика кровообращения. Гемодинамика. Биофизика дыхания. Биомеханика дыхания. Биофизика всасывания и выделения. Трансэпителиальный транспорт. Биофизика анализаторов. Орган слуха. Орган зрения. Биофизика головного мозга. Методы исследования головного мозга.

Спектральный анализ. Методы спектрального анализа: эмиссионный анализ, абсорбционный анализ, спектры комбинационного рассеяния, люминесцентный (флуоресцентный) анализ. Спектральные приборы. Фотобиологические процессы. Фотобиологические процессы. Способы их изучения: молекулярная спектроскопия, теория люминесценции, фотохимия. Первичные стадии фотобиологических процессов. Фотобиологические процессы в коже. Фотомедицина. Хемилюминесценция в биологических системах.

Термодинамика биологических процессов. Статистическое понятие энтропии. Статистическая сумма. Самоорганизация биомакромолекул. Типы взаимодействий в биомолекулах. Самоорганизация биомакромолекул в водной «фазе». Гидрофобный эффект при формировании липидного бислоя мембраны; белковой глобулы. Энтропийная природа гидрофобного взаимодействия. Уровни организации белковых структур. Конформационные превращения в биомакромолекулах. Переход спираль-клубок. Переход клубок -структура. Пространственное строение белков. Структура и функции САЧ. Методы исследования биомакромолекул. Физические основы ЯМР. Магнитные свойства ядер. ЯМР-релаксация. Магнитные диполь -дипольные взаимодействия. Импульсные последовательности. Градиент магнитного поля. Ядерная магнитная релаксация. ЯМР - релаксация в многофазных системах. ЯМР – спектроскопия. Спектр высокого разрешения. Основы МРТ. Градиент фазового кодирования. Томография с применением преобразования Фурье. Построения в К-пространстве. Основные методы МР-томографии. Контраст. Химсдвиговое томографирование. Модифицированная последовательность инверсия-восстановление. Кросс-релаксация (химический обмен). Контраст по коэффициенту самодиффузии. МР-ангиография. Контрастирующие агенты. Диагностические применения парамагнитных и ферромагнитных контрастирующих веществ. Клинические изображения (разбор). Рентгенографический анализ. Основы метода рентгеноструктурного анализа биомакромолекул. Понятие обратного пространства. Получение макромолекулярных кристаллов. Миллеровы плоскости отражения и индексы. Рефлексы. Метод изоморфного замещения. Основные этапы расшифровки пространственной структуры макромолекул. Современная шестимерная рентгеновская томография.

Нейтронография. Нейтронографические методы исследования. Электронная микроскопия. Методы электронной микроскопии. Конфокальная микроскопия. Методы конфокальной микроскопии. Хроматография. Виды хроматографии. Движение молекулы в хроматографической колонке. Физическая и химическая адсорбция. Устройство хроматографа. Масс- спектрометрическое детектирование. Хроматомасс-спектрометр. Представление масс- спектров.

Диффузия и самодиффузия. Математическое описание диффузии. Электродиффузия. Диффузия в живых системах. Газобмен в легком человека. Транспорт в эритроците. Тканевый газообмен. Перенос веществ через кожу человека. Энтероцит человека. Диффузия в ЖКТ. Везикулярный транспорт. Диффузия через гематоэнцефалический барьер человека. Транспорт ионов. Мембранный потенциал. Диффузия в синапсе. Нейрон. Транспорт в каналах. Процессы переноса в почке. Гемодиализ и диффузия. Механизмы переноса в плаценте человека. Транспорт лекарств. Дизайн переносчиков лекарственных веществ. Методы доставки в ткань.

Биофизические основы методов функциональной диагностики. Внешнее дыхание.  

Спирографический метод. Электрокардиография. Электроэнцефалография. Эхография. Доплерография.

Биофизические основы аппаратной физиотерапии и реабилитации. Неравновесная термодинамика живых систем. Стахастический резонанс. Проблема kT. Термотерапия. Криотерапия. Электростимуляция. Действия электрического поля. Биологическое действие магнитного поля на организм человека. Светолечение. Механолечение. Звук, ультразвук, инфразвук в физиотерапии.