АННОТАЦИЯ

ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ МАГИСТРОВ

Направление 223200.68 «Техническая физика»

223200.68.12 «Реабилитационные системы и оборудование»

Выпускающий институт: Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций

Выпускающая кафедра: «Физико-химические основы медицины, биотехнлогия и реабилитационные системы»

Научный руководитель ООП подготовки магистров – д.м.н., проф. Шведовченко И.В.

Цель и концепция программы Основная образовательная программа определяет структуру подготовки к профессиональной деятельности магистров в сфере научных исследований, педагогической деятельности, производства и эксплуатации технических объектов, систем, приборов, оборудования и устройств.

Программа обеспечивает подготовку магистров в области синтеза реабилитационных систем и конструирования оборудования для них на основе принципов и методов технической физики; разработки и эксплуатации реабилитационных технологий; средств анализа и моделирования жизнедеятельности инвалидов для оценки их остаточной дееспособности; формирования безбарьерной среды обитания инвалидов на основе эргономических принципов.

Основная образовательная программа реализует образовательный стандарт высшего профессионального образования на основе учебных планов и программ дисциплин направления 223200 «Техническая физика».

Уникальность программы состоит в том, что объектами профессиональной деятельности магистров являются сложные системы и оборудование реабилитационного назначения, призванные сформировать безбарьерную среду обитания для лиц с ограниченными физическими возможностями. К ним относятся адаптивные корригирующие ортезы туловища и протезы конечностей с активным управлением биопотенциалами мышц инвалида, а также программно-аппаратные имитаторы и тренажеры для диагностики остаточной дееспособности инвалида и развития необходимых навыков самообслуживания и труда. Оборудование включает в себя диагностическую нейрофизиологическую, биомеханическую и физиологическую аппаратуру; средства оценки эффективности протезирования и ортезирования; аппаратуру–посредник для ликвидации психофизиологических, биомеханических и социальных барьеров интеграции инвалидов в социум.

Условия обучения Срок освоения программы подготовки магистров – 2 года (очная форма подготовки).

Обучение проводится на бюджетной и контрактной основах. Зачисление проходит по результатам вступительного междисциплинарного экзамена. Поступающие на программу подготовки должны иметь квалификацию не ниже бакалавра по направлению 223200.62 «Техническая физика».

Учебный план Образовательная программа магистратуры предусматривает изучение общенаучного и профессионального учебных циклов, выполнение научно-исследовательской работы, а также прохождение практики и итоговой государственной аттестации.

Основные образовательные дисциплины профессионального цикла:

Частная патология опорно-двигательной системы Рассматриваются патологические состояния опорно-двигательной системы, провоцирующие необходимость протезирования и ортезирования; формируются понятия культи сегмента конечности, ее нормы и патологии; формирование и воспитание культи; функциональность культи и возможности протезирования в зависимости от уровня ампутации; функциональное и косметическое протезирование; система «культя-протез» как биотехническая система; значение сохраненных мышечных групп культи в управлении протезом; компенсаторные движения при функциональной недостаточности системы «культя-протез»; формируются понятия поврежденной, но функционально недостаточной конечности; напряжение механизма компенсации.

Реабилитология Изучаются задачи реабилитации больных и инвалидов. Рассматривается технические средства реабилитации пассивного и активного действия, тренажеры выработки и закрепления навыков, вспомогательные физиотерапевтические и стимуляционные воздействия, устойчивость результатов реабилитации, “барьеры” жизнедеятельности инвалида, эргономика безбарьерной среды обитания инвалидов, средства протезной техники для включения инвалида в трудовой процесс.

Патологическая биомеханика Изучаются нарушения механики многозвенников с одновременно измененными распределениями тяг мышц-движетелей, вынужденная и компенсаторная перестройка моторных синергий, прямая, содружественная и пространственно отнесенная компенсация нарушений. Рассматриваются структурные элементы автоматизированных движений конечностей в патологии, принципы и механизмы формирования скоростных режимов движения человека, изолокомоторные и стенолокомоторные перестройки циклов ходьбы, суставные моменты поврежденной кинематической схемы двигательного аппарата, принцип моторного дополнения для формирования заданного движения Н.А.Бернштейна.

Эргономическая биомеханика жизнедеятельности Человек как биомеханическая система. Взаимодействие со средой. Основные стратегии деятельности. Понятие общей кинематической схемы тела. Базовые функциональные отделы его.

Целевое назначение. Деятельность, операция, действие и движение. Двигательная синкинезия и синергия. Структуризация двигательной деятельности. Целевая функция. Операциональные модели. Эргономика «безбарьерной» среды обитания.

Содержание основных дисциплин общенаучного цикла.

Теория биотехнических систем Определение биотехнической системы. Структура. Взаимодействие физико-технической и биофизической частей системы через каналы информационного обмена и управления. Классификация биотехнических систем. Управляемость, функциональная устойчивость и надежность биотехнических систем и технологий. Метод поэтапного моделирования. Эффективность биотехнической системы. Эргономика биотехнических систем. Реабилитационные биотехнические системы, назначение, классификация.

Основы протезирования и ортезирования Протезирование и ортезирование. Определения, различия. Особенности протезирования в зависимости от уровня ампутации конечности. Функциональная достаточность протеза. Индивидуальные конструкции и модульные сборки схем протезов. Принципы формирования приемной гильзы протезов нижних и верхних конечностей. Контроль посадки культи в приемной гильзе.

Сложное и атипичное протезирование. Искусственная стопа. Подкосоустойчивость протеза. Классификация ортезов и их конструктивные особенности. Туторы и аппараты. Активные экзоскелетоны. Контроль эффективности ортезирования.

Основы робототехники и мехатроники Определение, назначение и классификация роботов. Манипуляционные роботы и экзоскелетоны. Мехатроника, определение, место в структуре робототехники. Элементы искусственного интеллекта роботов. Биомеханические принципы в конструкциях роботов. Принципы организации и устройства роботов с двигательными функциями. Кинематика многозвенных манипуляторов.

Педипуляторы и шагающие автономные роботы. Приводы, их расчет. Системы очувствления роботов. Задающие устройства. Роботизация конструкций протезов с использованием биосигналов для управления ими. Бионические принципы и перспективы робототехники.

Современные технологии протезостроения Протез – техническое средство в биотехнической системе. Понятия «протез», «ортез», «аппарат», их виды и типы конструкций. «Экзоскелетоны». Рабочие зоны протезов манипуляторов и педипуляторов и их параметрические характеристики. Функциональные требования к протезам верхних и нижних конечностей в зависимости от уровня ампутации. Конструктивные особенности. Основные требования к созданию протезов новых поколений. Индивидуализация и модульный принцип создания протеза. Проектирование сенсорных систем, систем управления движением и приводов активных протезов. Методы и средства оценки эффективности протеза как биотехнической системы.

Электронная техника в медико-биологических исследованиях Основные требования к электронной аппаратуре медицинского назначения: уровни чувствительности, разрешающая способность, величины усиления, дискриминация и фильтрация помех широкого диапазона, электробезопасность. Контактные электроды съема биоэлектрического сигнала и электровоздействия на организм. Аппаратура преобразования механических величин деятельности человека в электрические сигналы. Современные компъютеризированные комплексы диагностики и воздействия на организм. Микроминиатюризация электронной медицинской аппаратуры.

Научно-исследовательские работы выпускающей кафедры Профессорско-преподавательский состав кафедры ведет большой объем научных и опытных исследований, проектных, конструкторских и внедренческих работ по следующим основным направлениям:

- создание и клинические испытания функциональных имитаторов рабочих нагрузок для лиц физического труда и труда с психо-эмоциональным напряжением в целях профориентации;

- разработка приспособлений обеспечения жизнедеятельности для формирования безбарьерной окружающей среды инвалида;

- формирование реабилитационной биотехнической системы на базе типовых и атипичных модулей протезов;

- разработка функциональных насадок для протезов верхних конечностей, расширяющих трудовые, бытовые возможности инвалидов и малогабаритных систем управления протезами верхних конечностей, вмонтированных в механическую конструкцию;

- медицинская реабилитация больных идеопатическим кифо-сколиозом функциональными корсетами;

- реабилитационно-экспертная инструментальная диагностика психомоторных и психофизиологических профессионально важных свойств инвалида;

Профессорско-преподавательский состав Шведовченко Игорь Владимирович, д.м.н., профессор;

Курдыбайло Сергей Федорович, д.м.н., профессор;

Буров Геннадий Николаевич, к.т.н., доцент;

Белянин Олег Леонидович, старший преподаватель.

Возможные места практики Педагогическая практика проходит на базовой кафедре «Физико-химические основы медицины, биотехнология и реабилитационные системы». Научно-исследовательская практика проходит на базе научных отделов и клинико-реабилитационных подразделений Санкт-Петербургского научно-практического центра протезирования и реабилитации инвалидов им.Г.А.Альбрехта под руководством научного руководителя магистерской диссертации.

Лаборатории и оборудование Помещения для проведения лекционных и практических занятий укомплектованы специализированной учебной мебелью и техническими средствами для представления учебной информации. Для проведения лекционных занятий имеются наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, обеспечивающих реализацию демонстраций и тематических иллюстраций, определенных программой по дисциплине. Помещения укомплектованы специальной учебно-лабораторной мебелью, оборудованием, стендами, измерительными устройствами, биомеханической и электронной диагностической аппаратурой, имитаторами рабочих нагрузок, тренажерными системами, техническими средствами изготовления протезов, средствами, обеспечивающими освоение навыков пользования биотехнической системой.

Для проведения лекционных занятий имеются наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, а также иллюстрационный материал в соответствии с программой по дисциплине.

Информационно-методическое обеспечение В качестве источников учебной информации студенты могут использовать:

1. Фундаментальную библиотеку СПбГПУ;

2. Научную библиотеку Санкт-Петербургского научно-практического центра медикосоциальной экспертизы, протезирования и реабилитации инвалидов им.Г.А. Альбрехта, на базе которого располагается кафедра;

3. Информационные ресурсы сети Интернет, доступ к которым осуществляется через компьютерные классы и личные ПК обучающихся.