Сборник содержит материалы 17 региональных предметных студенческих олимпиад, организованных в 2014 году Комитетом по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга

З. М. Юлдашев, Е. В. Садыкова

РЕГИОНАЛЬНАЯ ПРЕДМЕТНАЯ ОЛИМПИАДА СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА 2014 ГОДА
ПО БИОТЕХНИЧЕСКИМ СИСТЕМАМ

Региональная олимпиада вузов Санкт-Петербурга по предмету Биотехнические системы проводилась в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) 9 октября 2014 года на кафедре Биотехнических систем. Выбор этой кафедры для организации и проведения олимпиады был не случаен: кафедра является головной в Российской Федерации по подготовке специалистов медико-технического профиля. С 1962 по 1985 годы она вела подготовку инженеров по специальности 0627 – "Электронно-медицинская аппаратура", далее – подготовку инженеров по специальностям 190500 – "Биотехнические и медицинские системы и аппараты", 190600 – "Инженерное дело в медико-биологической практике", а в настоящее время ведет подготовку бакалавров и магистров по направлению 201000 – "Биотехнические системы и технологии". Кафедра БТС неоднократно проводила III тур Всероссийского конкурса выпускных квалификационных работ инженеров и бакалавров, магистерских диссертаций по медико-техническим направлениям подготовки специалистов, III тур Всероссийской студенческой олимпиады по направлению "Биомедицинская инженерия".

Олимпиада традиционно проводится для студентов 1 и 6 курсов технических университетов города.

Оргкомитет олимпиады находится по адресу: 197376 С.-Петербург, ул. проф. Попова д. 5, кафедра биотехнических систем (5-й корпус), тел. 234 01 33, Fax: (812) 234 01 33.

В региональной олимпиаде по биотехническим системам 2014 года приняли участие 5 вузов Санкт-Петербурга, количество участников олимпиады составило 51 человек.

Регламент олимпиады

Оргкомитет региональной олимпиады:

Павлов В. Н., председатель оргкомитета, проректор СПбГЭТУ "ЛЭТИ" по УР;

Юлдашев З. М., зам. председателя оргкомитета, зав. кафедрой БТС;

Зайченко К. В., зав. кафедрой МРЭ ГУАП;

Самойлов В. О., профессор СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

Кирик Д. И., зав. кафедрой КПРС СПбГУТ;

Тишков А. В., зав. кафедрой ФМИ ПСПбГМУ.

Оргкомитетом был утвержден следующий регламент проведения олимпиады: соревнования в командном и в личном зачетах; результат командного зачета определяется по среднему из 3-х лучших результатов; число команд от каждого вуза – не более двух; число участников в команде – не более 25; время, отводимое на выполнение задания – 3 часа.

Методическая комиссия (жюри) олимпиады:

Садыкова Е. В., председатель комиссии, зам. зав. кафедрой БТС СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

Ухватова И. В. – старший инспектор отдела научной политики и инноваций в науке и образовании Комитета по науке и высшей школе правительства Санкт-Петербурга;

Тишков А. В., зав. кафедрой ФМИ ПСПбГМУ;

Кривохижина О. В., доцент ГУАП.

Мандатная комиссия олимпиады:

Болсунов К. Н., председатель комиссии, доцент СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

Шаповалов В. В., профессор СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

Кирик Д. И., зав. каф. КПРС СПбГУТ.

Олимпиадные задания по предмету Биотехнические системы разрабатывались членами оргкомитета олимпиады. Банк олимпиадных задач формировался из заданий, предложенных преподавателями вузов – победителей предыдущих олимпиады. База данных олимпиадных заданий содержит 6 вариантов. Темы заданий охватывают все основные разделы курса Биотехнические системы и технологии.

Об условиях и порядке проведения региональной олимпиады по "Биотехническим системам" участники олимпиады были проинформированы заранее, на сайте Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета www.eltech.ru была представлена информация об олимпиаде, а также пример выполнения задания. Ознакомившись с примером "Разработка биотехнической системы для комплексной оценки функционального состояния системы зрения человека" участники могли оценить требования, предъявляемые к выполнению индивидуального задания, трудоемкость, широту раскрытия разделов задания. Участники были проинформированы, что задание на олимпиаде будет посвящено вопросам разработки биотехнических систем для комплексной оценки состояния организма.

Качество выполнения задания каждым участником олимпиады оценивалось по следующим критериям проработки каждого из шести разделов задания:

- глубина ответа;

- обоснованность решений;

- логическая последовательность изложения материала;

- квалификационный уровень ответа;

- качество оформления материала;

Максимальная оценка по каждому показателю составляла 5 баллов, максимальное количество баллов, которое мог набрать участник, составляло 30 баллов.

1. Дайте определение пассивных и активных методов медико-биологических исследований. Приведите примеры этих методов для электрокардиографии.

В чем достоинства и недостатки активных и пассивных методов медико-биологических исследовании. Прокомментируйте достоинства и недостатки на примере электрокардиографии.

2. Дайте определение методических и инструментальных погрешностей регистрации биомедицинских сигналов. Перечислите источники методических и инструментальных погрешностей на примере электрокардиографии. Предложите пути снижения методических и инструментальных погрешностей регистрации ЭКС.

Как зависит эффективность диагностики состояния пациента от методических и инструментальных погрешностей. Какие показатели эффективности диагностики зависят от уровня погрешности регистрации сигналов.

3. Дайте определение понятиям "Испытания" и "Поверка" медицинской техники. С какой целью проводятся испытания и поверка медицинской техники. Дайте классификацию видов испытаний и поверки. С какой периодичностью проводятся испытания и поверка, каким исполнительным органом. Какие регламентирующие документы используются при проведении испытаний и поверки медицинской техники.

4. Опишите роль математического моделирования при разработке биотехнической системы медицинского назначения и разработке методов медико-биологических исследований.

Приведите классификацию математических моделей и дайте пояснения к выбору вида математической модели.

Дайте определения понятиям адекватность модели. Прокомментируйте зависимость уровня адекватности модели от решаемой задачи медицинской диагностики.

Каким образом следует повышать адекватность разрабатываемой модели и до какого уровня?

Как влияет уровень адекватности на эффективность решения задачи медицинской диагностики.

5. Дайте определение понятию "Индивидуальная норма" физиологического показателя. Какова роль показателя индивидуальной нормы при диагностике состояния здоровья пациента.

Как соотносится показатель "индивидуальная норма" с возрастной нормой, региональной нормой, гендерной нормой? Как меняется показатель "Индивидуальная норма" в течение суток, недели, месяца, года?

Перечислите факторы, оказывающие случайные и периодические колебания индивидуальной нормы.

6. Перечислите факторы, оказывающие влияние на эффективность постановки диагноза врачом. Прокомментируйте влияние факторов. Приведите классификацию этих факторов. Проведите ранжирование этих факторов по значимости влияния на эффективность диагностики состояния здоровья. Перечислите пути повышения точности диагностики состояния здоровья пациента.

Примечание: продолжительность выполнения задания …3… часа

Наиболее сложным разделом задания для большинства участников олимпиады был раздел, посвященный "Испытаниям" и "Поверке" медицинской техники. Для полного раскрытия этого раздела участникам необходимо было знать нормативные документы, которые определяют точность проведения исследований. К сожалению, при подготовке специалистов мало внимания уделяется вопросам поверки и обслуживания медицинской техники, метрологическому обеспечению медико-биологических исследований.

Следующим разделом, который вызвал затруднения и неверные ответы, стал раздел, посвященный математическому моделированию при разработке биотехнической системы медицинского назначения и разработке методов медико-биологических исследований. К сожалению, не все участники олимпиады хорошо представляют роль математического моделирования в биотехнической системе и как влияет уровень адекватности на эффективность решения задачи медицинской диагностики.

Анализ ответов участников олимпиады оказался полезен по многим причинам. Во-первых, выявил слабые стороны в подготовке специалистов медико-технического профиля. Во-вторых, в целях повышения качества подготовки специалистов целесообразно использовать академическую мобильность среди студентов вузов Санкт-Петербурга. В-третьих, проблемы в подготовке специалистов медико-технического профиля обусловлены отсутствием у студентов практики работы в лечебно-профилактических учреждениях города, где они могли бы на должном уровне изучить работу биотехнических систем медицинского назначения.