МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Радиационная физика, диагностика и терапия
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки03.03.02. Физика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план03_03_02_Ф-4-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 54
самостоятельная работа 90
Виды контроля по семестрам
зачеты: 7

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (7) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 22 22 22 22
Практические 14 14 14 14
Сам. работа 90 90 90 90
Итого 144 144 144 144

Программу составил(и):
канд. пед. наук, доцент, Е.А. Шимко

Рецензент(ы):
канд. физ.-мат. наук, доцент, Д.Д. Рудер

Рабочая программа дисциплины
Радиационная физика, диагностика и терапия

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандартвысшего образования по направлению подготовки 03.03.02 ФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. №937)

составлена на основании учебного плана:
03.03.02 Физика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д-р физ.-мат. наук, профессор Плотников В.А.

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой д-р физ.-мат. наук, профессор Плотников В.А.

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.
3.2.Уметь:
3.2.1.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.

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 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
1.2. Характеристики ионизирующих излучений Практические 7 2 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
1.3. Основные сведения по дозиметрии Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
1.4. Датчики медицинских измерительных систем Лабораторные 7 4 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
1.5. Снятие передаточной функции медицинских датчиков и определение их чувствительности Лабораторные 7 4 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
Раздел 2. Действие ионизирующего излучения на живую ткань
2.1. Физико-химические процессы в облученной клетке Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
2.2. Физическое действие доз радиации на изменения в органах и тканях Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
2.3. Оценка изменений в организме человека при облучении Практические 7 2 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
Раздел 3. Лучевая диагностика
3.1. Методы ультразвуковой и лучевой диагностики Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
3.2. Методы лучевой диагностики, использующие радиоактивные нуклиды Практические 7 2 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
3.3. Измерение показателя микроциркуляции крови в капиллярах методом ЛДФ Лабораторные 7 3 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
3.4. Определение концентрации растворов с помощью фотоколориметра Лабораторные 7 3 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
3.5. Изучение двухкомпонентного раствора методом спектрофотоколориметрии Лабораторные 7 4 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
3.6. Особенности радионуклидной визуализации Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
3.7. Особенности радионуклидной визуализации Практические 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
3.8. Проведение измерений по томограммам с помощью компюторной программы Лабораторные 7 4 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
Раздел 4. Лучевая терапия
4.1. Классификация методов лучевой терапии Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
4.2. Классификация методов лучевой терапии Практические 7 2 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
Раздел 5. Нормы радиационной безопасности
5.1. Средства радиационной защиты Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
5.2. Общие требования к эксплуатационной безопасности устройств для лучевой диагностики и терапии Лекции 7 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
5.3. Расчет предела дозы Практические 7 2 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
5.4. Обеспечение физической безопасности в учреждениях здравоохранения Практические 7 2 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3
5.5. Самостоятельная работа Сам. работа 7 90 ПК-1, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3, Л2.2, Л2.3

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Раздел 1 "Основы радиационной физики"
Контрольная работа. Примерные вопросы:
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
Контрольная работа. Примерные вопросы:
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).
3.
Раздел 3. Лучевая диагностика
Контрольная работа. Примерные вопросы:
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.
Контрольная работы. примерные вопросы:
1.Классификация методов лучевой терапии
Раздел 5.
Контрольная работа. Примерные вопросы:
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
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Не предусмотрено программой
5.3. Фонд оценочных средств
см. приложении (ФОС)
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Кудряшов Ю.Б., под ред. Мазурика В.К., Ломанова М.Ф. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) [Электронный ресурс]: учебник Москва : Физматлит, 2004 год https://e.lanbook.com/book/59329.
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 Бекман И.Н. Ядерная медицина: физические и химические основы [Электронное издание]: учебник для бакалавриата и магистратуры -Гриф УМО ВО М: Юрайт, 2018 https://biblio-online.ru/book/4AA833F2-809D-402C-A642-33A52D1AEE80
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Бондаренко Г.Г. Радиационная физика, структура и прочность твердых тел [Электронный ресурс] : учебное пособие "Лаборатория знаний" , 2016 год. https://e.lanbook.com/book/90257.
Л2.2 .М. Чмерева, Т.В. Климова Задачи по радиационной физике [Электронный ресурс]: учебное пособие Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2017 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=481734
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 http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/29/065/29065699.pdf
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 http://vmede.org/sait/?page=1&id=Onkilogiya_trufanov_t1_2010&menu=Onkilogiya_trufanov_t1_2010
Э4 Радиационная биофизика http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/666/26666/9639
Э5 Нормы радиационной безопасности http://ritverc.ru/normadoc/NRB_2009.pdf
Э6 Лучевая терапия http://medportal.ru/enc/oncology/cancertreatment/cancertreatment/
Э7 Радиационная физика, диагностика и терапия, автор Шимко Е.А. https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1745
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
AcrobatReader
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
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)
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
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
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

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 молекулярной физике для широкого спектра задач в различных областях.
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.