Інформаційно-комп’ютерні технології в біології і медицині

Автор: · Дата: 30 Ноябрь 2012 · Пока нет комментариев

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

Кафедра Фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

 «ЗАТВЕРДЖУЮ»                                   

                       

Перший проректор  ХНУ імені В.Н. Каразіна

_____________проф. В.В. Александров

___________________________

«______»_______________2012 р.

 

РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

                  «Інформаційно-комп’ютерні технології в біології і медицині»                  _

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напряму підготовки: 6.05081 – мікро-та наноелектроніка                                 _    ____    _

(шифр і назва напряму підготовки)

для спеціальності     6.05080102 – Фізична та біомедична електроніка_________       ___

(шифр і назва спеціальності (тей)

факультету __                       радіофізичного___________________________________           ___

(назва факультету)

 

Кредитно-модульна система

організації навчального процесу

 

 

Харків – 2012

 

«Інформаційно-комп’ютерні технології в біології 

                               та медицині»_________________

(назва навчальної дисципліни)

 

Робоча програма навчальної дисципліни для студентів за напрямом підготовки _6.05081 – мікро-та наноелектроніка, за спеціальністю 7.05080102 Фізична та біомедична електроніка

 

Розробник: Мустецов Тимофій Миколайович, к.т.н., викладач  кафедри Фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри: Фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

Протокол № ___ від. «____»________________2012 р.

 

Завідувач кафедрою Фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

проф. Катрич В.О.                                                     ________________

(прізвище та ініціали)                                                                                                                    (підпис)

 

«_____»___________________2012 р

 

Схвалено методичною комісією  радіофізичного факультету

 

Протокол № ___ від. «____»________________2012 р.

 

«_____»________________2012 р.

 

Голова ________________________________(проф. Черногор Л.Ф.)

(підпис)                                                                                   (прізвище та ініціали)

 

 

1.     Опис навчальної дисципліни

 

Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

Кількість кредитів – 3,5

Галузь знань

0508 – електроніка

(шифр і назва)

дисципліна циклу професійної підготовки

 

Напрям підготовки

6.050801 – мікро-та наноелектроніка

(шифр і назва)

Модулів – 5 Спеціальність (професійне спрямування):

7.05080102 Фізична та біомедична електроніка

         (шифр і назва)

Рік підготовки:

5-й

Індивідуальне науково-дослідне завдання:

Семестр

Загальна кількість годин – 126

9 – й

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних – 3

самостійної роботи студента – 4

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

 

магістр

Лекції

36 год.

Практичні, семінарські

Лабораторні

18 год.

Самостійна робота

72 год.

ІНДЗ:.

Вид контролю: екз.

 

 

 

2 МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ

Мета навчальної дисципліни.

 

Формування теоретичних знань та практичних навиків з використання комп’ютерних технологій при проектуванні медико-інженерних (біотехнічних) систем. Вивчення основних принципів та можливостей комп’ютерних технологій при створенні та експлуатації медичних систем діагностичного та лікувального призначення.

2.2. Завдання дисципліни

 

У результаті вивчення дисципліни студент повинен:

ЗНАТИ: основні підходи до роботи з інформацією;

– класифікацію інформаційних систем медичного призначення;

– методи роботи з експертами при створені інтелектуальних систем;

– стратегії прийняття рішень при створені медичних систем;

– етапи розробки медичних експертних систем;

– способи рішення задач багатофакторного оцінювання;

– принципи побудови та різнотипи баз даних та баз знань;

– комп’ютерні методи обробки результатів експерименту.

 

ВМІТИ: використовувати сучасні засоби та прикладні програми для створення систем штучного інтелекту для вирішення медичних задач;

– синтезувати структури біотехнічних систем різного призначення (діагностичні, терапевтичні, хірургічні, системи заміщення органів та систем, системи підтримки гомеостазу) з максимальним використанням можливостей комп’ютерної техніки та комп’ютерних технологій;

– проводити дослідження розміру інформації в системах та використовувати системи дистанційної передачі даних;

– використовувати можливості СКБД та спеціалізованих медичних баз даних;

– використовувати можливості сучасних пакетів аналізу та обробки даних.

3. Програма навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1. Основні поняття про інформаційні системи

Змістовий модуль 2. Представлення знань в інтелектуальних системах

Змістовий модуль 3. Проектування діагностичних систем

Змістовий модуль 4. Використання баз даних в медичних системах

Змістовий модуль 5 Використання існуючих апаратно-програмних комплексів

 

3. Структура навчальної дисципліни

Назви модулів і тем

Всього годин

Кількість годин

Лк.

Пз.

Ср.

1

2

3

4

5

Модуль 1. Основні поняття про інформаційні системи

Тема 1. Визначення інформації. Класифікація. Основні підходи до роботи з інформацією.

6

2

4

Тема 2. Медична інформація, її особливості. Переробка медичної інформації.

6

2

4

Тема 3. Інформаційні системи. Класифікація інформаційних систем. Принципи побудови медичних інформаційних систем

6

2

4

       Разом за модулем 1

18

6

 

12

Модуль 2. Представлення знань в інтелектуальних системах

Тема 4. Тенденція  розвитку інтелектуальних систем. Моделі представлення знань та засоби їх подання. Продукційні системи. Семантичні мережі. Фрейми.

6

2

4

Тема 5. Алгоритми ідентифікації переваг лікаря-експерта. Класифікація методів роботи з експертами. Структурування знань.

6

2

4

Тема 6. Моделювання логічних міркувань лікаря. Стратегії прийняття рішень. Таблиці рішень. Класифікаційні дерева. Дерева виводу

8

2

2

4

         Разом за модулем 2

20

6

2

12

Модуль 3. Проектування діагностичних систем

Тема 7. Методи експертного оцінювання. Інженерія знань. Експертні системи. Класифікація експертних систем та їх структурні схеми.

6

2

4

Тема 8. Етапи розробки експертних систем. Методи прийняття рішень в ЕС.

8

2

2

4

Тема 9. Системний підхід при створенні систем медичної діагностики. Математична постановка задачі створення ефективних експертних систем.

6

2

4

Тема 10. Використання формули Байеса при вирішенні задач медичної діагностики.

8

2

2

4

        Разом за модулем 3

28

8

4

16

 

 

1

2

3

4

5

Модуль 4. Використання баз даних в медичних системах

Тема 11. Бази даних. Визначення даних та їх зберігання. Керування даними.

6

2

4

Тема 12. Принципи побудови баз даних. Типи баз даних. Можливості СКБД.

6

2

4

Тема 13. Фізична модель даних. Види фізичних моделей даних.

4

2

2

Тема 14. Реляційні бази даних.

10

2

2

6

Тема 15. Нечіткі множини при створенні комп’ютерних систем медичної діагностики.

6

2

4

       Разом за модулем 4

30

10

6

14

Модуль 5. Використання існуючих апаратно-програмних комплексів

Тема 16. Нейронні мережі. Створення систем медичної діагностики на базі нейронних мереж.

12

2

4

6

Тема 17. Генетичні алгоритми. Операції генетичних алгоритмів. Процедури пошуку рішень.

6

2

4

Тема 18. Можливості сучасних пакетів аналізу даних. Класифікація та принципи побудови апаратно-програмних комплексів.

10

2

2

6

        Разом за модулем 5

28

6

6

16

       Усього годин

126

36

18

72

 

4. Теми практичних занять

№ зм.мод

Назва теми

Кількість

годин

3.

Створення програмних засобів підтримки прийняття рішень експертів на базі теорії нечітких множин в системі Matlab.

6

3

Створення програм обробки баз даних в системі Delphi.

4

4

Створення медичних баз даних у СКБД Місгоsоft Ассеss.

2

5

Створення програмних засобів в системі Matlab на базі нейронних мереж та генетичних алгоритмів.

4

5

Вивчення можливостей табличного процесора Ехсеl для проведення статистичного аналізу даних.

2

Усього годин

18

5. Самостійна робота

 

№ зм.мод

Теми самостійної роботи

Обсяг, год

1

Роль і місце інформаційних систем у сучасній медицині.

4

1

Огляд існуючих медичних інформаційних систем.

6

2

Прийняття рішення з погляду психології.

4

2

Медична діагностика як процес прийняття рішення.

4

2

Формалізація знань експертів. Можливості існуючих методів і підходів.

6

3

Огляд існуючих експертних систем у медицині.

4

3

Визначення найбільш оптимальних і ефективних систем ухвалення рішення в медицині.

6

3

Розробка алгоритму роботи інтелектуальної системи медичної діагностики.

6

4

Вивчення особливостей і принципів роботи сучасних СКБД (Microsoft Access, Paradox, dbase, Oracle, Mysql)

6

4

Вивчення системи математичного програмування Matlab

4

4

Особливості роботи підсистеми Fuzzy пакета Matlab для створення експертних систем медичної діагностики на базі нечітких множин

6

5

Особливості роботи підсистеми Neural Network пакета Matlab для створення експертних систем медичної діагностики на базі нейронних мереж

6

5

Робота з генетичними алгоритмами в системі Matlab

6

5

Способи сполучення апаратних і програмних комплексів при реалізації складних інформаційних систем

4

Усього годин

72

 

 

6. Методи навчання

Засвоєння матеріалу по дисципліні забезпечується циклом лекцій, проведенням лабораторних робіт, виконанням контрольних завдань та екскурсіями в працюючі медичні заклади.

7. Методи контролю

По кожному змістовному модулю проводиться коротка (до 30 хв.) письмова контрольна робота, яка оцінюється в відповідних балах. Крім того перед виконанням практичної роботи студент повинен відповісти на 2-3 запитання по темі роботи, що буде виконуватися.

8. Розподіл балів, які отримують студенти

Осінній семестр

 

Модуль 1

Модуль 2

Модуль 3

Модуль 4

Модуль 5

Сума

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

Т7

Т8

Т9

Т10

Т11

Т12

Т13

Т14

Т15

16

Т17

Т18

100

(50)

5

5

5

5

5

5

5

5

5

85

7

7

7

7

7

5

5

5

15(7)

15(7)

20(10)

35(17)

15(7)

Т1, Т2 … Т18 – теми модулів

 

 

Шкала оцінювання: національна та ECTS

Сума балів за всі види навчальної діяльності

Оцінка ECTS

Оцінка за національною шкалою

для екзамену

для заліку

90 – 100

А

відмінно

зараховано

80-89

В

добре

70-79

С

60-69

D

задовільно

50-59

Е

40-49

FX

незадовільно з можливістю повторного складання

не зараховано з можливістю повторного складання

0-39

F

незадовільно з обов’язковим повторним вивченням дисципліни

не зараховано з обов’язковим повторним вивченням дисципліни

9. Методичне забезпечення

Рекомендована література

Базова:

 

1. Багриновский К.А., Хрусталев Е.Ю. Новые информационные технологии. -М.:ЗКО, 1996.-316 с.

2. П. Страссман. Информация в веке электроники. – М.: Наука, 1997. – 210 с.

3. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: современный подход.- М.: Вильямc, 2006. – 1408 с.

4. Ротштейн А.П. Медицинская диагностика по нечеткой логике.- Винница: Континент-ПРИМ, 1995. -132 с.

5. Продеус А.И., Захрабова Е.Н. Экспертные системы в медицине. -К: Век, 1998.- 320 с.

 

Додаткова література

 

1. Ануфриев И.Е., Смирнов А.Б. Matlab 7. -Санкт-Петербург.: «БХВ-Петербург», 2005. – 1104 с.

2. Крёнке Д. Теория и практика построения баз данных. -М.: «Питер», 2003. – 800 с.

 

Інформаційні ресурси:

 

1. Операційне середовище Windows ХР.

2. Microsoft Excel 2000.

3. Delphi 6.0.

4. MatLab.

5. Комплекс програм для проведення лабораторних робіт.

 

Популярность: 17%

Рубрика: Робочі програми, Учбовий процес ·  



Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.