1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | - Формирование у студентов теоретических знаний и практических умений по использованию современных научных технологий для решения широкого спектра задач в области радиационной физики, лучевой диагностики и терапии |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.04 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-1 | способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин |
| ПК-2 | способностью проводить научные исследования в избранной области экспериментальных и (или) теоретических физических исследований с помощью современной приборной базы (в том числе сложного физического оборудования) и информационных технологий с учетом отечественного и зарубежного опыта |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | - фундаментальные разделы физики (атомную и ядерную физику); - основные задачи лучевой диагностики и терапии; - нормы радиационной безопасности; - общие требования к эксплуатационной безопасности устройств для лучевой диагностики и терапии. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | - использовать теоретические знания при объяснении результатов диагностики и терапии; - анализировать результаты лучевой диагностики — выявление нормальных и патологических участков; - рассчитывать характристики дозных распределений; - использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | - навыками расчета предела дозы при лучевой диагностике и терапии; - навыками защиты от ионизирующих излучений; - навыками оценки физического действия доз радиации на изменения в органах и тканях. |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Основы радиационной физики | ||||||
| 1.1. | Особенности ионизирующих излучений | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 1.2. | Характеристики ионизирующих излучений | Практические | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 1.3. | Основные сведения по дозиметрии | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 1.4. | Датчики медицинских измерительных систем | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 1.5. | Снятие передаточной функции медицинских датчиков и определение их чувствительности | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| Раздел 2. Действие ионизирующего излучения на живую ткань | ||||||
| 2.1. | Физико-химические процессы в облученной клетке | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 2.2. | Физическое действие доз радиации на изменения в органах и тканях | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 2.3. | Оценка изменений в организме человека при облучении | Практические | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| Раздел 3. Лучевая диагностика | ||||||
| 3.1. | Методы ультразвуковой и лучевой диагностики | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 3.2. | Методы лучевой диагностики, использующие радиоактивные нуклиды | Практические | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 3.3. | Измерение показателя микроциркуляции крови в капиллярах методом ЛДФ | Лабораторные | 7 | 3 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 3.4. | Определение концентрации растворов с помощью фотоколориметра | Лабораторные | 7 | 3 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 3.5. | Изучение двухкомпонентного раствора методом спектрофотоколориметрии | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 3.6. | Особенности радионуклидной визуализации | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 3.7. | Особенности радионуклидной визуализации | Практические | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 3.8. | Проведение измерений по томограммам с помощью компюторной программы | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| Раздел 4. Лучевая терапия | ||||||
| 4.1. | Классификация методов лучевой терапии | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 4.2. | Классификация методов лучевой терапии | Практические | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| Раздел 5. Нормы радиационной безопасности | ||||||
| 5.1. | Средства радиационной защиты | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 5.2. | Общие требования к эксплуатационной безопасности устройств для лучевой диагностики и терапии | Лекции | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 5.3. | Расчет предела дозы | Практические | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 5.4. | Обеспечение физической безопасности в учреждениях здравоохранения | Практические | 7 | 2 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
| 5.5. | Самостоятельная работа | Сам. работа | 7 | 90 | ПК-1 | Л2.2, Л1.3, Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.3 |
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по темам дисциплины в полном объеме размещены на онлайн-курсе на образовательном портале "Цифровой университет АлтГУ": https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1745 ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-1: способен использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин; ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА: 1.На рисунке представлены зависимости потока рентгеновского излучения от длины волны при разных напряжениях в рентгеновской трубке (рис.1) и разных токов накала катода трубки. Выберите всевозможные верные утверждения, вытекающие из анализа данного графика: А)С увеличением напряжения, приложенного к трубке, весь спектр смещается в стороны длинных волн. Б)Сплошной спектр имеет резкую границу со стороны коротких волн. В)С увеличением напряжения, приложенного к трубке, возрастает максимальная энергия фотонов рентгеновского излучения. Г)С увеличением напряжения, приложенного к трубке, возрастает интегральная интенсивность рентгеновского излучения. Д)Регулировка интенсивности излучения в рентгеновских аппаратах при фиксированном напряжении осуществляется путем изменения величины тока накала катода. Е)С увеличением тока накала катода его температура возрастает, что приводит к увеличению числа электронов, покидающих катод, за счет термоэлектронной эмиссии. При этом жесткость ренгеновского излучения увеличивается. 2. Рентгенодиагностика осуществляется при анализе изображений и рентгеновских снимков. Рентгеновское изображение получается в результате: А)диэлектрических свойств биологической ткани Б)наличия в биологических тканях ферромагнетиков В)разного поглощения рентгеновских лучей объектами с разной плотностью; Г)разного количества воды в тканях Д)различной чувствительности пленки к разным рентгеновским лучам; 3. Интенсивность поглощения рентгеновского излучения зависит: А)от плотности исследуемого объекта Б)от компетентности врача-радиолога или рентгенлаборанта В)от энергии излучения Г)от анатомического состава вещества Д)от толщины исследуемого объекта Е)от теплоемкости тканей. 4. К стохастическим лучевым эффектам относят А) злокачественные опухоли (+) Б)лучевые дерматиты В)постлучевые фиброзы Д)остеопорозы 5. Лучевая терапия под управлением визуализации __________ вероятность геометрического промаха мишени и позволяет _________ отступы планируемого объема мишени А) увеличивает; увеличить Б)уменьшает; уменьшить (+) В)увеличивает; уменьшить В)уменьшает; увеличить 6. Распределение поглощенной дозы в ptv должно быть таким, что бы А) только 5% объема PTV получали дозу более 110% предписанной дозы Б)50% объема PTV получали дозу менее 100% предписанной, остальные 50% объема получали дозу более 100%, но менее 110% предписанной В)95% объема PTV получали 100% от предписанной дозы и 5% объема не должны получать дозу более 110% (+ Г)50% объема PTV получали 100% предписанной дозы. 7. Для проведения процедуры igrt на линейном ускорителе обычно используется процедура получения изображения А)с помощью гамма-камеры Б)в веерном рентгеновском пучке В)с помощью магнитно-резонансного томографа Г)в коническом рентгеновском пучке (+) 8. Принцип работы кт-сканера основан на А) измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями (+) Б) методе регистрации пары гамма-квантов, образующихся при аннигиляции позитронов с электронами В) пьезоэлектрическом эффекте Г) возбуждении атомных ядер определённым сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости. 9. Средний угол многократного кулоновского рассеяния обратно пропорционален А) заряду частицы Б) энергии частицы (+) В) квадратному корню из плотности числа атомов вещества Г) квадратному корню из пройденного пути. 10. Величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетов их радиочувствительности, называется _______ дозой А) поглощенной Б) экспозиционной В) эффективной (+) Г) эквивалентной 11. Поглотители из материалов со средним атомным номером называются А) многолепестковыми коллиматорами Б) защитными блоками В) независимыми коллимационными пластинами Г) электронными фильтрами (+) 12. Постоянство радиационного выхода при разных поворотах гантри для тормозного излучения не должно превышать (в %) А) 5 Б) 2 (+) В) 10 Г) 25 13. 4drt или dibh являются сокращёнными обозначениями _______ терапии ________ А) лучевой; с модулированной интенсивностью Б) лучевой; под визуальным контролем В) лучевой; синхронизированной с дыханием (+) Г) ротационной; с модуляцией по объёму 14. Под соматическими детермированными эффектами облучения понимают клинически выявляемые вредные биологические эффекты, для которых А) не существует дозового порога, тяжесть эффекта не зависит от поглощенной дозы Б) вероятность возникновения пропорциональна поглощенной дозе В) существует дозовый порог, ниже которого эффект отсутствует, а выше – тяжесть эффекта зависит от полученной дозы (+) Г) при низких дозах наблюдается значительный эффект облучения 15. Твердые низкоактивные радиоактивные отходы для хранения должны А) собираться в специальные контейнеры с полиэтиленовыми мешками, которые в конце рабочего дня должны сдаваться в хранилище радиоактивных отходов (+) Б) собираться в специальные контейнеры с полиэтиленовыми мешками, которые в конце рабочего дня должны быть выброшены в мусорные камеры общего назначения В) сдаваться в конце дня в хранилище радиоактивных отходов Г) выбрасываться в конце дня в мусорные камеры общего назначения 16. Измерить относительную радиоактивность в органе или пробах биологических сред можно с помощью А) медицинского радиометра (+) Б) сцинтилляционной гамма-камеры В) дозкалибратора Г) медицинского радиографа 17. По результатам обследования организаций, использующих в работе радионуклидные источники, роспотребнадзор выдает А) лицензию на деятельность, связанную с обращением радионуклидных источников в промышленности Б) санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии (несоответствии) условий радиационной безопасности санитарным правилам (+) В) паспорта на радионуклидные источники Г) лицензию на медицинскую деятельность 18. При уменьшении энергии пучка фотонов дозовая нагрузка на поверхность А) постоянна при любых малых энергиях Б) уменьшается В) постоянна при больших энергиях Г) увеличивается (+) 19. Физическая стадия воздействия ионизирующего излучения на ткани организма включает в себя А) процесс, в котором «поврежденные» атомы и молекулы реагируют с другими компонентами клетки в быстрых химических реакциях Б) репарационные процессы в клетках и тканях, на которые происходит воздействие ионизирующего излучения В) взаимодействие между заряженными частицами и атомами, из которых состоит ткань (+) Г) пролиферацию клеток и тканей, на которые происходит воздействие ионизирующего излучения 20. Принцип обоснования облучения заключается в А) запрещении использования источников излучения, при котором риск возможного вреда превышает пользу (+) Б) стремлении к минимизации радиационного воздействия на биоту и окружающую среду в целом В) не превышении допустимых пределов индивидуальных доз облучения человека Г) поддержании на максимально достижимом низком уровне индивидуальных доз облучения и количества облучаемых людей 21. Согласно нормам радиационной безопасности нрб-99/2009 годовой предел дозы для населения равен (в мзв/год) А) 5 Б) 1 (+) В) 10 Г) 20 22. Дозовое распределение моноэнергетического пучка полностью ободранных ионов углерода в биологической ткани имеет форму А) распределения Пуассона Б) кривой Пеано В) кривой Брэгга (+) Г) распределения Ландау 23. Радиоактивный препарат фтора-18 используют для А) диагностики циркулирующих в крови опухолевых клеток Б) лечения опухолей женских половых органов, рака слизистой оболочки рта и лёгкого, опухолей головного мозга и др. В) лечения йодпоглощающих метастазов злокачественных опухолей щитовидной железы Г) диагностики с помощью позитронно-эмиссионной томографии (+) 24. К радионуклидному методу диагностики относится А) компьютерная томография Б) однофотонная эмиссионная компьютерная томография (+) В) ультразвуковое исследование Г) магнитно-резонансная томография 25. Характеризуя itv, отмечают А) отступ на геометрические погрешности Б) отступ на микроскопическую инвазию опухоли В) отступ на внутреннюю подвижность мишени (+) Г) видимый объем опухоли 26. Какая система для внутритканевой брахитерапии предполагает равномерное распределение силы источников на плоскости или поверхности облучаемого объёма? А) система Квимби (+) Б) Парижская система В) МКРЕ 58 Г) Манчестерская система 27. Наиболее радиочувствительной является опухоль А) рак почки Б) нейрогенная В) лимфома (+) Г) остеосаркома 28. Разницу в радиочувствительности патологического очага и окружающих тканей называют А) толерантностью Б) радиорезистентностью В) радиотерапевтическим интервалом (+) Г) радиопоражаемостью 29. Активности вводимых радиофармпрепаратов при радионуклидной диагностике детей рассчитывают А) по массе тела (+) Б) с учетом непревышения норматива по эффективной дозе В) по возрасту Г) по росту 30. Какие нормативные документы используются для обеспечения безопасности использования неионизирующего излучения? А) только ГОСТы Б) СНИПы В) ГОСТы, СанПиНы, Законы (+) Г) только СанПиНы 31. Амплитудный анализатор импульсов в схемах регистрации излучения в однофотонной эмиссионной компьютерной томографии служит для А) определения полуширины сигнала Б) отбора импульсов с амплитудой из определённого диапазона (+) В) присвоения импульсу определённой энергии Г) присвоения импульсу номера канала 32. К физическим методам дозиметрии не относится А) ионизационный Б) фотоплёночный (+) В) сцинтилляционный Г) полупроводниковый 33. Методом лучевой терапии, обладающим радиобиологическими преимуществами, является А) лучевая терапия ионами углерода (+) Б) VMAT В) IMRT Г) IMPT 34. Большей ионизирующей способностью обладают А) альфа-частицы (+) Б) электроны В) гамма-кванты Г) нейтроны 35. К деградерам в протонной терапии относят А) устройства для фокусировки протонного пучка Б) устройства для уменьшения энергии протонного пучка (+) В) устройства для увеличения энергии протонного пучка Г) дополнительные источники питания протонного ускорителя 36. К основной причине рассеяния протонов среднего диапазона энергий при взаимодействии с веществом относят А) электромагнитное неупругое взаимодействие Б) ядерные реакции В) электромагнитное упругое взаимодействие (+) Г) комптоновский эффект 37. При лечении глубоко расположенных злокачественных опухолей применяют А) лучевую терапию ускоренными электронами Б) длиннодистанционную рентгенотерапию В) лучевую терапию тормозным излучением высокой энергии (+) Г) короткодистанционную рентгенотерапию 38. Время жизни фотона в резонаторе с коэффициентом потерь 0,001 (1/м) равно (в микросекундах) А) 0,33(+) Б) 31,4 В) 62,8 Г) 20 39. Максимум чувствительности детекторов для однофотонной эмиссионной компьютерной томографии располагается в диапазоне энергий _____ кэв А) 0,1-100 Б) 100-300 (+) В) 300-600 Г) 600-1000 40. При увеличении напряжения на рентгеновской трубке контраст изображения А) увеличивается Б) уменьшается (+) В) не изменяется Г) увеличивается до определенного значения, затем уменьшается 41. Видом излучения, которое наиболее вредно для живого организма при одинаковой энергии, переданной ему излучением, является А) бета-излучение любых энергий Б) нейтронное излучение с энергией меньше 2 кэВ В) гамма-излучение любых энергий Г) нейтронное излучение с энергией больше 2 кэВ (+) 42. Функция спецканализации в отделениях радионуклидной in vivo терапии заключается в А) сборе жидких радиоактивных отходов и их хранении до того момента, когда вследствие радиоактивного распада их активность не уменьшится до уровня, позволяющего спустить их в хозяйственно-бытовую канализацию (+) Б) сборе и захоронении жидких радиоактивных отходов под центром ядерной медицины В) утилизации жидких радиоактивных отходов по отдельному подземному контуру канализации параллельно хозяйственно-бытовой канализации в места захоронения радиоактивных отходов Г) сборе жидких радиоактивных отходов и их дезактивации специальными веществами до активностей, позволяющих спустить их в хозяйственно-бытовую канализацию 43. Временем спин-спиновой релаксации описывается процесс А) кодирования сигнала Б) заполнения k-пространства В) расфазировки спиновой системы (+) Г) спада свободной индукции 44. Форма коллиматора при динамических методах лучевой терапии А) позволяет всегда закрывать критические структуры от облучения Б) оптимизируется автоматически и меняется в процессе облучения (+) В) оптимизируется вручную медицинским физиком для каждого положения гантри Г) четко совпадает с формой мишени со всех направлений облучения 45. Принцип действия однофотонного эмиссионного компьютерного томографа основан на А) компьютерной реконструкции трехмерного изображения распределения радиофармпрепарата по набору его двухмерных проекций (+) Б) возбуждении атомных ядер определённым сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости В) применении рентгеновского излучения слабой мощности, которое помогает визуализировать строение артерий, в которые вводится специальное рентгеноконтрастное вещество на основе йода Г) круговом просвечивании исследуемой области тонким пучком рентгеновских лучей, перпендикулярным оси тела, регистрации ослабленного излучения с противоположной стороны системой детекторов 46. Если период полураспада изотопа составляет 5 часов, а период полувыведения лечебного фармацевтического препарата – 10 часов, то эффективный период полувыведения получившегося радиофармпрепарата будет равен (в часах) А) 3,3 (+) Б) 2,2 В) 3,6 Г) 2,6 47. Рекомендации по нормированию и научному сопровождению в качестве помощи в руководстве и реализации мер радиационной защиты дает А) Европейская ассоциация радиотерапевтов и онкологов (ESTRO) Б) Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) В) Организация Северо-Атлантического договора (НАТО) Г) Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) (+) 48. Способность к восстановлению клеток после воздействия ионизирующего излучения нельзя оценить по А) способности к репарации потенциально летального поражения Б) способности к метастазированию опухолевых клеток (+) В) увеличению выживаемости при снижении мощности дозы излучения Г) способности к восстановлению при дроблении дозы излучения на фракции 49. Альфа-частицы по сравнению с бета-частицами А) имеют больший коэффициент качества (+) Б) имеют больший пробег В) имеют более низкую плотность ионизации Г) могут нести положительный и отрицательный заряды 50. Какой вид томографии не требует решения обратной задачи для получения изображений внутренних органов живого объекта? А) магнитно-резонансная томография (+) Б) СВЧ-томография В) компьютерная томография Г) позитронно-эмиссионная томография 51. При облучении электронами с использованием болюса А) увеличится доза на поверхности (+) Б) увеличится доля электронов, проникающих в складки тела В) уменьшится доза на поверхности Г) уменьшится доля электронов, проникающих в складки тела 52. Синхротрон может работать А) только в непрерывном режиме Б) как в непрерывном, так и в импульсном режимах в зависимости от необходимой энергии частиц В) как в непрерывном, так и в импульсном режимах в зависимости от типа ускоряемых частиц Г) только в импульсном режиме (+) 53. Отношение поглощенной дозы на геометрической оси пучка в произвольной точке на глубине d к максимальной дозе на оси называется А) поглощённая глубинная доза Б) внеосевое отношение В) симметрия пучка Г) процентная глубинная доза (+) 54. Искажения формы траектории движения частиц в изохронном циклотроне относительно циклотрона вызваны использованием А) более сильных ускоряющих электрических полей Б) азимутальной вариации магнитного поля (+) В) магнитов с уменьшающимся по радиусу полем Г) магнитов с увеличивающимся по радиусу полем 55. Дозовое распределение, имеющее область медленного подъема с увеличением глубины, за которым следует дозовый максимум, называемый «пиком брэгга», характерно для А) нейтронов Б) гамма излучения В) тормозного излучения Г) протонов (+) 56. Контрастным агентом для мрт могут служить А) радиофармпрепараты Б)) йодсодержащие вещества В) диамагнетики Г) парамагнетики (+) 57. Основным видом взаимодействия излучения с телом пациента при облучении опухоли на линейном ускорителе пучками фотонов с энергией до 10 mv является А) когерентное рассеяние Б) эффект образования пар В) фотоэлектрический эффект Г) эффект комптона (+) 57. Видом излучения, которое наиболее вредно для живого организма при одинаковой энергии, переданной ему излучением, является А) бета-излучение любых энергий Б) нейтронное излучение с энергией меньше 2 кэВ В) гамма-излучение любых энергий Г) нейтронное излучение с энергией больше 2 кэВ (+) 58. Физическая стадия воздействия ионизирующего излучения на ткани организма включает в себя А) процесс, в котором «поврежденные» атомы и молекулы реагируют с другими компонентами клетки в быстрых химических реакциях Б) репарационные процессы в клетках и тканях, на которые происходит воздействие ионизирующего излучения В) взаимодействие между заряженными частицами и атомами, из которых состоит ткань (+) Г) пролиферацию клеток и тканей, на которые происходит воздействие ионизирующего излучения 59. Под автофазировкой понимают А) фазовую автоподстройку частоты ускоряющего поля в зависимости от энергии частиц Б) автоматическое регулирование частоты ускоряющего поля в зависимости от энергии ускоряемых частиц В) механизм, обеспечивающий среднее возрастание энергии частиц, двигающихся не синхронно с ускоряющим полем (+) Г) автоподстройку частоты ускоряющего поля в синхроциклотронах 60. К основным причинам возникновения энергетического разброса пучка в процессе ускорения относят А) влияние внешних электромагнитных полей от окружающего электротехнического оборудования, нестабильность питающей сети Б) несовершенство аппаратного и программного обеспечения систем контроля состояния пучка и измерения его параметров В) взаимодействие частиц пучка друг с другом через электрические поля, нестабильность магнитных полей Г) начальный энергетический разброс источника частиц, влияние остаточного газа в вакуумной камере ускорителя, нестабильность частоты и амплитуды ускоряющего поля (+) ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА: 1. Определите удельную активность изотопа радона Rn-222. Период полураспада Rn-222 равен 3,82 суток. Ответ округлите до десятых. 2. В небольшой стеклянный баллон поместили препарат, содержащий 1,5 г радия (Ra). Какая масса радона накопится в баллоне за время, равное половине периода полураспада радона (Rn)? Период полураспада Rn равен 3,82 сут. Ответ округлите до десятых. 3. К 10 мг радиоактивного изотопа кальция Са-45 добавили 30 мг нерадиоактивного изотопа кальция Са-40. На сколько добавка уменьшит удельную активность радиоактивного источника? Ответ округлите до целых. 4. Сколько альфа- и бета-распадов должно произойти, чтобы изотоп тория-232 превратился в изотоп свинца-208? 5. Между электродами рентгеновской трубки создано напряжение 60 кВ. Определите коротковолновую границу сплошного спектра рентгеновского излучения. Ответ округлите до десятых. 6. Определите минимальное напряжение между анодом и катодом рентгеновской трубки, необходимое для получения всех линий К-серии. Анод выполнен из платины. Длина волны, определяющая границу К-серии рентгеновских лучей для платины 15,8 пм. Ответ округлите до целых. 7. Определите наибольшую длину волны линий К-серии рентгеновских лучей, которое создается трубкой с анодом из вольфрама, применяя формулу Мозли. Постоянная экранирования для К-серии b = 1. Ответ округлите до десятых. 8. Определите поток рентгеновского излучения в случае, когда напряжение между электродами в рентгеновской трубке 20 кВ и сила тока 2 мА. Анод трубки выполнен из вольфрама. 9. Если при облучении фантома поменять мягкое рентгеновское излучение (энергия фотонов 20 кэВ) на жесткое (энергия фотонов 160 кэВ), то во сколько раз увеличится линейный коэффициент ослабления вещества фантома? 10. Определите массовый коэффициент ослабления костной ткани при прохождении через нее рентгеновского излучения, если известны плотность костной ткани 2000 кг/м3 и толщина половинного слоя 20 мм. Ответ округлите до тысячных. Критерии оценивания: каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом "зачтено" - выполнено более 50 % заданий, "не зачтено" - верно выполнено 50 % и менее. "Отлично" - выполнено 85-100 % заданий, "Хорошо" - выполнено 70-84 % заданий, "Удовлетворительно" - выполнено 51-69 % заданий. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрено программой |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра зачета (для обучающихся, не получивших зачет по результатам текущей успеваемости по всему изученному курсу. Зачет проводится в устной форме по билетам. В билет входит 2 вопроса: 2 вопроса теоретического характера и 1 вопрос практико-ориентированного характера. ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА Раздел 1 "Основы радиационной физики" 1.Первичные процессы поглощения энергии ионизирующих излучений (непосредственно и косвенно ионизирующие частицы, взаимодействие ионизирующего излучения с веществом); 2.Свойства рентгеновского и гамма-излучения (источники, действия на вещество - фотоэффект, комптоновский эффект, эффект образования пар). 3.Поглощение энергии ускоренных заряженных частиц. 4.Единицы дозы излучения и радиактивности (экспозиционная доза, определение рентгена, мощность дозы, линейные потери энергии - ЛПЭ, единицы радиоактивности, поглощенная доза, определение рад, грэй, керма,эквивалентная доза, определение зиверта, коллективная доза) 5.Методы дозиметрии ионизирующих излучений (метод ионизационной камеры, калориметрический метод, сцинтилляционный метод, химические методы. 6.Зависимость биологического эффекта от поглощенной дозы Раздел 2.Действие ионизирующего излучения на живую ткань 1. Действие ионизирующего излучения на клетку (реакция делящихся, неделящихся или медленно делящихся клеток на облучение, физико-химические процессы в облученной клетке, модификация лучевого поражения клеток, интерфазная гибель, количественные характеристики гибели клеток, восстановление клеток от лучевого поражения). 2. Действие ионизирующего излучения на целостный организм (физическое действие малых доз радиации, изменения в органах и тканях). Раздел 3. Лучевая диагностика 1. Методы лучевой диагностики, использующие рентгеновское излучение (рентгеноскопия, рентгенография, линейная томография, флюорография, ангиография, компьютерная томография). 2. Методы лучевой диагностики, использующие ультразвуковое излучение (исследования в М-режиме, В-режиме, исследования в 3D-режиме, допплерография). 3. Методы лучевой диагностики на основе ядерно-магнитного резонанса (МРТ, МР-спектроскопия). 4. Методы лучевой диагностики, использующие радиоактивные нуклиды (радиометрия, радиография, сканирование, сцинтиграфия, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), радиоиммунные исследования). Раздел 4. "Лучевая терапия" 1.Классификация методов лучевой терапии Раздел 5. "Нормы радиационной безопасности" 1. Способы защиты от ионизирующих излучений (защита расстоянием, защита временем, защита экранированием) 2. Нормы радиационной безопасности 3. Общие требования к эксплуатационной безопасности устройств для лучевой диагностики и терапии. ВОПРОСЫ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ХАРАКТЕРА 1. Объясните принцип действия датчиков медицинских измерительных систем. 2. Перечислите способы оценки изменений в организме человека при облучении. Укажите их преимущества и недостатки. 3. Перечислите методы лучевой диагностики, использующие радиоактивные нуклиды. Укажите их преимущества и недостатки. 4. Опишите устройство и принцип действия линейного медицинского ускорителя, который применяют в лучевой терапии. 5. Опишите план лучевой терапии, которые составляет медицинский физик, в задачу которого входит изучение физических аспектов лучевой терапии и профилактики осложнений (соблюдение процедур безопасности) в ходе лечения. 6. Опишите алгоритм проведения дозиметрического контроля на примере флюорографического кабинета. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: «Отлично» (зачтено): студентом дан полный, в логической последовательности развернутый ответ на поставленные вопросы, где он продемонстрировал знания предмета в полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину, самостоятельно, и исчерпывающе отвечает на дополнительные вопросы, приводит собственные примеры по проблематике поставленного вопроса, решил предложенные практические задания без ошибок. «Хорошо» (зачтено): студентом дан развернутый ответ на поставленный вопрос, где студент демонстрирует знания, приобретенные на лекционных и семинарских занятиях, а также полученные посредством изучения обязательных учебных материалов по курсу, дает аргументированные ответы, приводит примеры, в ответе присутствует свободное владение монологической речью, логичность и последовательность ответа. Однако допускаются неточности в ответе. Решил предложенные практические задания с небольшими неточностями. «Удовлетворительно» (зачтено): студентом дан ответ, свидетельствующий в основном о знании процессов изучаемой дисциплины, отличающийся недостаточной глубиной и полнотой раскрытия темы, знанием основных вопросов теории, слабо сформированными навыками анализа явлений, процессов, недостаточным умением давать аргументированные ответы и приводить примеры, недостаточно свободным владением монологической речью, логичностью и последовательностью ответа. Допускается несколько ошибок в содержании ответа и решении практических заданий. «Неудовлетворительно» (не зачтено): студентом дан ответ, который содержит ряд серьезных неточностей, обнаруживающий незнание процессов изучаемой предметной области, отличающийся неглубоким раскрытием темы, незнанием основных вопросов теории, неумением давать аргументированные ответы. Выводы поверхностны. Решение практических заданий не выполнено. Студент не способен ответить на вопросы даже при дополнительных наводящих вопросах преподавателя. |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС по дисциплине_Радиационная физика.docx
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Бекман И.Н. | Ядерная медицина: физические и химические основы [Электронное издание]: учебник для бакалавриата и магистратуры -Гриф УМО ВО | М: Юрайт, 2018 | biblio-online.ru |
| Л1.2 | Кудряшов Ю.Б., Перов Ю.Ф., Рубин А.Б. | Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения [Электронный ресурс] : учебник | Москва : Физматлит, 2008 год | https://e.lanbook.com/book/2221 |
| Л1.3 | Кудряшов Ю.Б., под ред. Мазурика В.К., Ломанова М.Ф. | Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) [Электронный ресурс]: учебник | Москва : Физматлит, 2004 год | e.lanbook.com |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | .М. Чмерева, Т.В. Климова | Задачи по радиационной физике [Электронный ресурс]: учебное пособие | Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2017 | biblioclub.ru |
| Л2.2 | Бондаренко Г.Г. | Радиационная физика, структура и прочность твердых тел [Электронный ресурс] : учебное пособие | "Лаборатория знаний" , 2016 год. | e.lanbook.com |
| Л2.3 | И.Г. Тарутин, Е.В. Титович, Г.В. Гацкевич | Радиационная защита в лучевой терапии [Электронный ресурс]: монография | Минск : Белорусская наука, 2015 | http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=436567 |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Ядерная и радиационная физика | www.iaea.org | ||
| Э2 | Лучевая диагностика | www.ismu.baikal.ru/src/downloads/8e2a579f_lektsiya_1._printsipy_i_metody_luchevoiy_diagnostiki_[prezentatsiya].pdf | ||
| Э3 | Основные принципы и содержание лучевой диагностики | vmede.org | ||
| Э4 | Радиационная биофизика | window.edu.ru | ||
| Э5 | Нормы радиационной безопасности | ritverc.ru | ||
| Э6 | Лучевая терапия | medportal.ru | ||
| Э7 | Радиационная физика, диагностика и терапия, автор Шимко Е.А. | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Open Office MS Office, Word, Excel, PowerPoint, Access, MS Paint Adobe Photoshop WinRAR, WinZIP Far Manager, Total Commander Internet Explorer, Google Chrome Редактор Audacity http://www.audacityteam.org/ Среда разработки Мicrosoft visual studio С++ (версия не ниже 2008) Редактор диаграмм https://www.draw.io Microsoft Windows AcrobatReaderMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| 5.http://www.inion.ru/product/db_2.htm - Институт научной информации по общественным наукам Российской Академии Наук (ИНИОН РАН) http://fuji.viniti.msk.su/ - Всероссийский институт научной и технической информации (ВИНИТИ) http://www.nlr.ru:8101/ - Российская национальная библиотека http://www.rubricon.ru/ - Крупнейший энциклопедический ресурс Интернета http://lib.febras.ru/katalog.htm – Центральная научная библиотека ДВО РАН http://www.gpntb.ru/win/search/ Государственная публичная научно-техническая библиотека России (ГПНТБ России) http://uwh.lib.msu.su/ - Научная библиотека МГУ им. М.В. Ломоносова Электронная библиотека: http://do.gendocs.ru Доступ онлайн Электронная библиотека eLIBRARY.RU | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
| 214К | лаборатория медицинской физики - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 10 посадочных мест; доска маркерная 1 шт.; учебные наглядные пособия; анализатор биохимический CardioChek PA портативный; велоэргометр DH-8918 P; высоковольтный стабилизированный выпрямитель ТВ-2; датчик давления газа Gas Pressure Sensor GPS-BTA; датчик концентрации нитрат-ионов NO3-BTA Nitrate Ion-Selektive Elektrode; датчик содержания CO2/CO2 Gas sensor/CO2-BTA; датчик частоты дыхательных движений Respiration Monitor Belt /RMB-BTA; интерактивная доска Legamaster e-Board Touch 77 c проектором Epson EB-470; ионизатор воздуха – 2 ед.; колориметр датчик оптической плотности COL-BTA Colorimeter; комплекс магнитокоррекции Мультимаг; компьютер Celeron 2533MHz/ 17" LCD Samsung 740N; компьютер НЭТА /LCD 19" Samsung 943B (2,93Ghz/2*1024Mb/500Gb/DVD-RW/KM); лазер ЛГИ-201; лазер ЛГН-703; люксметр LS-BTA датчик освещенности Light Sensor; моноблок RAMEC Gale Custom G1610/ H61M-DG3/4 Гб ОЗУ/500 Гб НЖМД – 2 ед.; персональный компьютер с LCD монитором 19"; пневмотахометр Эльф-5-02; принтер лазерный Hewlett-Packard P1102w; пульсометр датчик частоты сердечных сокращений Exercise Heart Rate Monitor EHR-B; самописец "Эндим"; система сбора данных AFS в комплекте с кабелем – 2 ед.; скамья оптическая; спектрофотометр Vernier SpectroVis Plus SVIS-RL+ световод SVIS-FIBER; спироанализатор СПМ-01 "РД"; спирометр SPR-BTA датчик жизненной емкости легких Spirometer; тонометр BPS-BTA датчик артериального давления Blood Pressure Sensor; устройство для измерения и обработки данных УИОД LabQuest в комплекте – 3 ед.; ФМБ - 9К Установка учебная " Изучение принципов работы электроэнцефалографа"; ФМБ-8 Установка учебная лабораторная "Измерение импеданса. Определение импеданса |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков по использованию законов физики в процессе формирования у студентов теоретических знаний и практических умений по использованию современных научных технологий для решения широкого спектра задач в области радиационной физики, лучевой диагностики и терапии Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Радиационная физика, диагностика и терапия» необходимо: - построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала; - систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям; - усвоить содержание ключевых понятий; - плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам. Для эффективного изучения практической части дисциплины «Радиационная физика, диагностика и терапия» рекомендуется: - систематически выполнять подготовку к практическим занятиям и лабораторным работам по предложенным преподавателем тема и методическим указаниям ; - своевременно выполнять практические задания, лабораторные работы. - своевременно и систематически защищать результаты своих экспериментальных исследований. В течение семестра студенты выполняют: - домашние задания (Case-study - анализ конкретных ситуаций, ситуационный анализ), выполнение которых контролируется и обсуждается (групповое обсуждение)на практических занятиях или перед выполнением лабораторных работ (сократический диалог - подразумевающий постановку особых вопросов в процессе беседы, которые способствуют работе мышления, концентрации внимания, адекватной оценке текущей дискуссии и своей в ней роли); - промежуточные задания, во время практических или лабораторных работ (в форме дискуссий, дебатов)для выявления знаний по основным элементам новых разделов теории или методике проведения экспериментальных заданий; - построение "дерева решений" для проведения наиболее эфффективного анализа методики эксперимента, непосредственного выполнения экспериментальных исследований в ходе лабораторных работ; - обсуждают задания практических и лабораторных работ методом "Займи позицию", помогающем выяснить, какой спектр мнений может существовать по обсуждаемому вопросу и предоставляет возможность высказаться каждому, продемонстрировать различные мнения, а затем обосновать свою позицию, найти и выразить самые убедительные аргументы, сравнить их с аргументами других. |