Биомедицинские технические системы (12.04.04 Биотехнические системы и технологии)

Федеральное государстпенное беоджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени И.Э. Баумана (нацвональиый исследовательский университет)н (МГТУ им. Н.Э. Баумана) УТВЕЖДАЮ Первый проректор— проректор по учебной работе МГТУ им. Н,Э, Баумана 2016 г. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИИ В МАГИСТРАТУРУ по направлению подготовки 12.04.04 Биотехнические системы и технологии коа н нанпенованне капрапаепна кеаготовкн Факультет Биомедииииекаа техника (БМТ) Полное панненованке факультета (еокрапеепное паннепованпе) Бномедицниские технические системы «БМТ1); Медико-технические информационные технологии (БМТ2)," Медико-технический менеджмент (БМТ4) Москва, 2И6 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Е вступительным испытаниям в магистратуру допускаются лица, имеющие документ государственного образца о лыс~ем образовании любого уровня 1диплом бакалавра или специалиста). Лица, предъявившие диплом магистра, могут быть зачислены только на договорной основе. Прием осущес*вляется зш конкурсной основе по результатам вступительных испытаний. Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению подготовки: 12.04,04 Биотехнические системы и технологии коа ы нанмемоаамме мапиаапеыма ноаеот«вкм составлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования подготовки бакалавра по направлению: 12.03.64 Биотехническпе системы и технологии коа ы ыавмемоваине мапиавмемиа поатоеоокн и охватывает базовые дисциплины подготовки бакалавров по названному направлению.

Программа содержит описание формы вступительных испытаний, перечень вопросов для вступительных испытаний и список литературы рекомендуемой для подготовки. Вступительные испытания призваны определить степень готовности поступающего к освоению основной образовательной программы матзтстратуры по направлению." 12,63.04 Биотехнические системы и технологии коа н наыменонаные ыапваваеима ыоатотевкн 3. еОРмл НРОведения вступительных испытАний Вступительные испытания проводятся в письменной форме в соответствии с установленным приемной комиссией МГТУ расписанием. Поступающему предлагается ответить ~исьме~н~ на 10 во~росса и задач билета, расположенных в порядке возрастания трудности и охватьгваеощих содержание разделов и тем программы соответствующих вступительных испытаний.

На ответы по вопросам и задачам билета отводится 216 минут. Результаты испытаний оцениваются по етобалльиой шкале. Результаты испытаний оглашаются не позднее чем через три рабочих дня. 4, НРОГРАммл вступительных испытАний Письменное испытание проводится по программе, базирующейся на основной образовательной программе бакалавриата по направлению 12.63.04 Биотехнические системы и технологии коа н ива менован ив наиравмекаа коме«топки Перечень разделов п тем дисциплины, включенные в письменное испытание ДИСЦИПЛИНА Биотехнические системы медицинского назначения Термодинамика биологических процессов п живых систем Первый и второй ~лионы термодинамики; особенности организмов как термодинамических систем.

Основные термодинамические потенциалы: внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия Гиббса, свободная энергия Гельмгольца, электрохимический потенциал. Основы линейной неравновесной термодинамики, понятия энтропии, диссипатнвной функции; сопряженные процессы, равновесное и стационарное состояния; соотношение взаимности Онзагера, теорема Пригожина. Основы молекулярной биофизики Различные типы взаимодействий; электростатические силы притяжения н отталкивания, сила н энергия взаимодействия; взаимодействия Ван-дер-В вальса: ориента-ционные, индукционные и дисперснонные. Водородная связь, гидрофобные взаимодействия. Структура, свойства и функции белков. Взаимодействие лнгандов с макромолекулами; кооперативные эффекты. Элементы физической химии Свойства электролитов, понятия нонной силы раствора: распределение потенциалов в системе «центральный ион — ионная атмосфера», параметр Дебая-Хюккеля, радиус экраннроваиня заряда; взаимодействие между макромолекулами в растворе электролита.

Двойной электрический слой на границе раздела фаз. Электрокпнетические явления. Структурные основы функцпонированпя мембран Строение, свойства и функции биологических мембран, фазовые состояния и фазовые переходы в липидном бислое, температура фазового перехода и размер кооперативной единицы. Транспорт вешеств через биологические мембраны Виды пассивного транспорта гпростая диффузия, облегченная диффузия) н активного транспорта. Избирательная проницаемость биомембран, проннпаемость различных частиц через биологические мембраны, коэффициент распределения вещества между водной фазой и лнпидным бнслоем.

Основные этапы работы транспортных АТФ-аз: Са2+-АТФ-азы и На+/К+- АТФ-азы. Механизмы электрогенеза в клетках Ионные равновесия: потенциал Нери ста и потенциал Дон нана. - механизмы формирования. Электродиффузионная теория транспорта ионов через мембраны; уравнение электродиффузии Нернста-Планка. Механизмы формирования потенциала покоя клетки. Формирование потенциала действия. Математическая модель кинетики ионных токов Ходжкина-Хаксли. Распространение потенциала действия по нервным волокнам Гмиелинезироваиньы и немнелннизированным), понятие константы длины нервного волокна, Механизмы формированпя внешних электрических полей тканей н органов Биофизические принципы исследования электрических полей в организме, Потенциал электрического поля токового уннполя в однородной неограниченной среде.

Потенциал электрического поля, создаваемого конечным ди полем. Дипольный эквивалентный электрический генерагор сердца. Стандартные ЭКГ отведения, Основы биофизики мышечного сокращения Поперечно-полосатая мускулатура„структура сократительного аппарата, молекулярная организация. Феноменологические соотношения между нагрузкой, скоростью сокращения н общей мощностью мьшщы, эмпирическое уравнение Хилла. Режимы сокращения и их характеристики, поняти~ тетануса.

С~ол~~~н~~ толсть1х и тонких нитей, мостиковая гипотеза генерации силы, этапы мьппечного сокрашения. Кинетическая теория мышечного сокращения В.И. Дещеревского. Автоволновые процессы в активных средах Понятия активной среды и автоволны. Аксиоматпческая модель Винера-Розенблюта для описания распространения автоволн в активных средах. Математическая модель описания автоволнового процесса. Механизмы распространения автоволн в однородных и неоднородных средах; свойства автоволн. Электромагнитное излучение.

Взаимодействие физических полей с биообъектами с позиции теории биотехнических систем. Структура БТС пассивного и активного типа. Адаптация биообъекта к внешним воздействиям. Типы воздействия на биообъект в БТС ~электромагнитное излучение ~ЭМИ)„ ультразвук ГУЗ)).

Волновые и квантовые свойства ЭМИ. Уравнения Максвелла. Виды когерентности ЭМИ. Обобщенная схема взаимодействия ЭМИ с биообъектом. Спектр ЭМИ и специфика взаимодействия в различных диапазонах, Взаимодействие ЭМИ с биообъектами. Основные эффекты при прохождении ЭМИ через биосреды ~поглощение, рассеяние, люмннесценция, поляризация, дифракция и интерференция, отражение и преломление). Шкала электромагнитных волн. Действие ЭМИ на биолопгческие объекты и системы в различных диапазонах: ионизирующее излучение (ИИ); ультрафиолетовое (УФ) излучение, видимое излучение, инфракрасное (ИК) излучение; радиочастоты. Особенности лазерного излучения.

Звуковые колебания. Спектр, природа, источники, способы получения. Преломление и отражение звуковых волн, волновое сопротивление. Инфразвук ~ИЗ), слышимый звук, ультразвук (УЗ). Особенности взаимодействия с биообъектами н действие на организм. Радиобиология. Действие ионизирунпцих излучений на биообъекты. Определение и классификация ионизирующих излучений, Корпускулярное и некорпускулярное излучение. Естественные и искусственные источники ионизирующего излучения. Виды рентгеновского излучения. Принципы формирования тормозного и характеристического излучений. Гамма- и синхротронное излучение.

Дозиметрия ионизирующих излучений. Биологическая активность различных видов излучений. Понятие об эквивалентной дозе и коэффициенте относительной биологической эффективности. Единицы измерения дозы. Типовые значения доз от естественных и искусственных источников, включая медипинские установки. Принципы работы и основные типы дозиметрических приборов для измерения радиоактивности. Первичные физические эффекты при взаимодействии ионизирующих излучений с биообъектами.