ПРЕДИСЛОВИЕ

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Тебе дано бесстрастной мерой

Измерить все, что видишь ты.

Твой взгляд - да будет тверд и ясен,

Сотри случайные черты -

И ты увидишь: мир прекрасен.

А. Блок

В круг проблем современной науки о живом входят вопросы возникновения и эволюции жизни с одной стороны, и проникновение на самые глубокие - молекулярные уровни структурной организации живого вещества - с другой. Поэтому инженеру, работающему в области медико-биологических исследований необходим весьма широкий диапазон знаний – от явлений самоорганизации в диссипативных системах до особенностей строения биологических молекулярных структур и методов их анализа. Кроме того, практическая медицина требует совершенствования традиционных методов диагностики и разработки новых, основанных на применении последних достижений науки и технологий. Современная аналитическая и диагностическая аппаратура для медико–биологических исследований чаще всего представляет собой очень сложные комплексы узлов. Их работа основана на самых разных физических эффектах, знание которых принципиально необходимо для грамотного сопровождения этой аппаратуры.

В связи с этим учебные планы по медико-техническим специальностям предусматривают спецкурсы, такие как "Теория и технические средства обработки медицинских изображений и сигналов", "Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий", "Разработка и проектирование диагностической и терапевтической техники", "Применение электромагнитных волн СВЧ в биологии и медицине", "Методы медико-биологических исследований", "Медицинские приборы, аппараты и системы". Целью их является подготовка специалистов, владеющих знаниями по применению радиофизики, электроники и компьютерной техники в медицинских и биологических исследованиях.

В результате изучения курса в целом студент должен знать:

- методы исследования электрических, оптических, биохимических, акустических свойств органов и тканей;

- методы регистрации кардиограмм, электроэнцефалограмм, электромагнитных, тепловых и магнитных полей организма;

- основы психофизиологии зрения и методы визуализации диагностических изображений, рентгенологические методы диагностики и применяемую рентгеновскую аппаратуру, методы реконструкции изображений при трансмиссионной компьютерной томографии, микроскопические, эндоскопи-ческие, ультразвуковые, радиоизотопные методы визуа-лизации, а также основы клинической дозиметрии;

- методы математического моделирования биологических объектов на основе современных представлений о самоорганизации в диссипативных системах, методы моделирования распространения терапевтических гамма - излучений в гетерогенных средах;

- физико-химические основы методов анализа состава и состояния биологических веществ;

Студенту необходимо:

- иметь представление об устройстве и принципах работы основных диагностических аппаратов, применяемых в практической медицине, а также исследовательских приборов;

- уметь ставить и решать задачи по совершенствованию методов и средств диагностики, постановке экспериментов.

Предпосылками подготовки данного учебного пособия послужили значимость курса при подготовке специалистов медико-технического профиля и недостаточная оснащенность направления “Биомедицинская инженерия” учебной литературой.

Конечно, охватить все многообразие явлений, происходящих в биологических объектах и приборах, предназначенных для их исследования, все процессы передачи и преобразования информации в этой цепи – задача достаточно трудная. Поэтому в данном пособии рассматриваются основные, наиболее популярные методы биомедицинских исследований и диагностики, а также соответствующая аппаратура. При этом большое внимание уделяется фундаментальным физическим основам методов медико-биологических исследований. Примеры постановки задач, качественные и модельные оценки решений, а также обширный справочный материал должны помочь читателю глубже проникнуть в существо изучаемых проблем и дать импульс для дальнейшего самостоятельного углубленного изучения конкретного метода.

Везде, где это оправдано, подчеркивается информационный аспект изучаемых проблем, поскольку достоверность, качество получаемой информации, особенности ее восприятия субъектом, вопросы преобразования и передачи данных, являются важнейшим элементом любого исследовательского процесса.

Пособие состоит из трех частей. В первой части, в основном, рассматриваются вопросы, так или иначе связанные с рентгеновской аппаратурой и соответствующие методы исследований: рентгеновская медицинская диагностика, компьютерная трансмиссионная томография и ЯМР- томография, а также рентгеноструктурный анализ биологических макромолекул.

Последующие части будут посвящены физико-химическим методам анализа состава и состояния биологических объектов, методам визуализации и методам математической обработки диагностических изображений, математическому моделированию биологических систем.