PředmětyPředměty(verze: 830)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Lékařská biofyzika a informatika - CVSE1P0002
Anglický název: Medical Biophysics and Informatics
Zajišťuje: Ústav lékařské biofyziky a lékařské informatiky (12-ULBI)
Fakulta: 3. lékařská fakulta
Platnost: od 2012
Semestr: zimní
Body: 3
E-Kredity: 3
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:14/34 Z+Zk [hodiny/semestr]
Rozsah za akademický rok: 48 [hodiny]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Garant: prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D., MBA
Anotace -
Poslední úprava: doc. Ing. Jana Vránová, CSc. (20.01.2012)

Základní kurz lékařské biofyziky soustřeďuje svůj zájem na lidské tělo, na fyziologické a patologické projevy organizmu a s tím související principy diagnostiky a terapie. Součástí předmětu je i část, která představuje studentům základní mechanizmy působení různých fyzikálních faktorů na zdraví člověka.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: doc. Ing. Jana Vránová, CSc. (20.01.2012)

Primárním cílem je vést studenty k pochopení základních fyzikálních dějů, které využívá každý medicínský obor. Úkolem je proto seznámit studenty se základními pojmy lékařské biofyziky, které mají bezprostřední vztah k diagnostice a terapii. Jednotlivé kapitoly seznamují studenty se fyzikálními principy stavby živé hmoty, věnují se transportu látek buněčnou membránou, studují bioenergetiku organizmu. Další část lékařské biofyziky seznamuje studenty se základy biomechaniky a kineziologie, věnuje se elektrickým projevům organizmu a účinkům elektrické energie na organizmus, seznamuje studenty se základnými pojmy o oboru optiky, akustiky a radioaktivity, představuje studentům základy zobrazovacích vyšetřovacích metod a vyučuje fyzikální vlastnosti nových materiálů.

Student bude po absolvování kurzu lékařské biofyziky na konkrétním biologickém systému schopen ukázat, jakým způsobem fyzikální a fyzikálně-chemické procesy, probíhající v tomto systému, přecházejí v kvalitativně nové ? biologické a fyziologické jevy. Bude schopen pojmenovat biofyzikální problémy, které mají bezprostřední vztah ke zdraví a nemoci člověka. Je to především pochopení fyzikální podstaty fyziologických i patologických procesů a ním souvisejících principů diagnostiky i terapie. V současné době používá zdravotnictví v diagnostice, v léčebné i preventivní péči stále složitější přístroje, s nimiž nelze úspěšně pracovat bez znalosti fyzikálních principů. Student bude schopen vysvětlit fyzikální principy fungování těchto přístrojů.

Literatura -
Poslední úprava: doc. Ing. Jana Vránová, CSc. (20.01.2012)

Navrátil, L., Rosina, J. (Editoři): Biofyzika v medicíně, Praha, Manus 2003, ISBN 80-86571-03-3, 398 s.

Navrátil, L., Rosina, J. (Editoři): Medicínská biofyzika, Praha, Grada 2005, ISBN 80-247-1152-4, 524 s.

Rosina, J., Kolářová, H., Stanek, J.: Biofyzika pro studenty zdravotnických oborů, Praha, Grada 2006, ISBN 80-247-1383-7 , 230 s.

Metody výuky -
Poslední úprava: doc. Ing. Jana Vránová, CSc. (17.02.2012)

přednášky, semináře, praktická cvičení

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: doc. Ing. Jana Vránová, CSc. (04.12.2013)

Podmínky zápočtu:

1. vypracování čtyř protokolů z praktických cvičení z Lékařské biofyziky

2. písemný test z Lékařské informatiky

Požadavky ke zkoušce:

Splnění požadavků k zápočtu. Tematické okruhy ke zkoušce odpovídají odpřednášeným tématům jednotlivých přednášek a kapitolám z učebnice Medicínksá biofyzika (Leoš Navrátil, Jozef Rosina a kol., Grada 2005). Zkouška bude probíhat ústní formou. Ke zkoušce se mohou přihlásit pouze studenti, kterým byl udělen zápočet. Opravný termín zkoušky je také ústní formou s minimálně týdenním odstupem.

 

 

Předtermíny a řádné termíny budou upřesněny do 13. 12. 2013 !!!

 

Datum:                                             Čas:                       Kapacita:

 

St           19. 12. 2012             8:00                    20

 

Čt           20. 12. 2012             8:00                    20

 

 

 

Řádné termíny:

 

Datum:                                             Čas:                       Kapacita:

 

St           30. 1. 2013              8:00                       20

 

Čt           31. 1. 2013              8:00                       20

 

Pá            1. 2. 2013              8:00                       20

 

St            6. 2. 2013               8:00                       20

 

Čt            7. 2. 2013               8:00                       20

 

Pá            8. 2. 2013               8:00                       20

 

St            13. 2. 2013              8:00                       20

 

Čt            14. 2. 2013              8:00                       20

 

Pá           15. 2. 2013              8:00                       20

 

St            20. 2. 2013              8:00                       20

 

Čt            21. 2. 2013              8:00                       20

 

Pá           22. 2. 2013               8:00                       20

 

OTÁZKY KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU LÉKAŘSKÁ BIOFYZIKA

 

Stavba hmoty

Základní síly v přírodě

Hmota a energie

Elementární částice

Dualismus

Jádro atomu

Elektronový obal

Síly působící mezi atomy

Síly působící mezi molekulami

Molekulová biofyzika

Skupenské stavy hmoty

Dispenzární systémy

Voda jako rozpouštědlo

Transportní jevy

Koligativní vlastnosti roztoků

Jevy na fázovém rozhraní

Mechanismy transportu látek biologickými membránami

Podání látek do organismu

Pohyb látek v organismu

Distribuce látek v organismu

Mechanismus vazby látek na plazmatické bílkoviny

Vylučování látek z organismu

Vylučování látek ledvinami

Vylučování látek gastrointestinálním traktem

Vylučování látek plícemi

Vylučování látek žlázami různých orgánů

Bioenergetika a tepelná technika v lékařství, hypertermie, termoterapie

Teplo, teplota, základy termodynamiky

Tepelná pohoda organismu

Energie v organismu, její přeměna a akumulace

Produkce tepla v organismu

Ztráty tepla v organismu

Regulace teploty v organismu

Měření teploty (termometrie)

Teploměry založené na délkové roztažnosti pevných látek a objemové roztažnosti kapalin

Kovové odporové teploměry

Termočlánková termometrie

Termistorová termometrie

Využití tepelné energie v lékařství

Hypertermie-využití v klinické praxi

Fyzikální základy kryoterapie, kryochirurgie a význam místního zmrazení tkáně

Pozitivní termoterapie

Základy biomechaniky a kineziologie

Biomechanika člověka

Analýza pohybu-mechanika pohybu

Biomechanické vlastnosti tkání

Funkční anatomie a biomechanika vaziva

Funkční anatomie a biomechanika chrupavek

Funkční anatomie a biomechanika kostní tkáně

Funkční anatomie a biomechanika kostních spojů

Biomechanika krevního oběhu

Srdce

Cévy

Krev

Biomechanika dýchání

Mechanika dýchání

Plicní objemy a kapacita plic

Viskoelastické vlastnosti plic a hrudní stěny

Výměna dýchacích plynů

Vliv přetlaku na organismus

Vliv přetlaku a podtlaku na organismus

Umělá ventilace plic

Biomechanika přenosu žvýkacího tlaku

Mechanické a tepelné vlastnosti zubů

Mechanické namáhání v tlaku a tahu

Zátěžová křivka

Smyková deformace

Účinky mechanických sil na organismus

Gravitace

Negativní účinky mechanické energie

Hluk

Léčebné využití mechanické energie

Léčebná tělesná výchova

Ergoterapie

Mechanoterapie

Lymfodrenáž

Přístrojová masáž

Historické vymezení kineziologie

Speciální kineziologie-axiální systém

Kineziologie páteře

Biofyzika elektrických projevů a účinků elektrické energie, diagnostické a terapeutické metody využívající elektrické energie

Elektrický proud

Pasivní elektrické vlastnosti

Aktivní elektrické projevy

Membránové potenciály

Klidový membránový potenciál

Akční potenciál

Účinky elektrického proudu na organismus

Využití akčních potencionálů v diagnostice

Elektrokardiografie

Elektrodiagnostika v neurologii a rehabilitaci

Diagnostické využití střídavého proudu

Léčebné využití elektrického proudu

Galvanický proud

Pulzní, jednocestně nebo dvoucestně usměrněný střídavý sinusový proud

Interakce magnetických polí s tkáněmi

Elektromagnetické pole

Magnetické vlastnosti látek

Mechanismy interakcí elektromagnetických polí s živou hmotou

Magnetomechanický efekt

Elektronové interakce

Magnetoterapie

Optika a biofyzika vidění

Vlastnosti záření

Spektrum elektromagnetického záření

Síření světla

Kvantová optika

Vlnová optika

Paprsková optika

Zdroje a detektory záření

Luminiscenční zdroje záření

Lasery

Detektory záření

Optické metody a přístrojová technika

Mikroskopické metody

Metody optické spektroskopie

Polarimetrie

Nefelometrie a turbidimetrie

Refraktometrie

Endoskopie

Oko a oční vady

Optický systém oka

Fototerapie

Fototerapie terapeutickým laserem

Akustika

Základní pojmy

Rychlost šíření zvukové vlny

Akustická výchylka, akustická rychlost, akustický tlak

Efektivní akustická rychlost a efektivní akustický tlak

Akustická impedance

Intenzita zvuku

Vlastnosti zvuku

Hladina intenzity zvuku

Fyziologická akustika

Hladina hlasitosti

Hlasitost

Rezonance a její vliv na řeč

Funkce hrtanu

Sluchový orgán

Zevní ucho

Vnitřní ucho

Elektrické projevy při podráždění sluchového orgánu

Poruchy a vyšetření sluchu

Vyšetření ladičkami

Audiometrie

Vyšetření ultrazvukem

Hluk jako noxa

Klinické obory využívající akustiku

Infrazvuk

Ultrazvuk

Generování ultrazvuku v lékařství

Biologické účinky ultrazvuku

Principy diagnostického užití ultrazvuku

Principy terapeutického užití ultrazvuku

Rentgen, radiodiagnostika, radioterapie

RTG záření

Zdroje RTG záření

Rentgenka a její funkce, chlazení

Brzdné rentgenové záření

Charakteristické rentgenové záření

Zdroj anodového a žhavícího napětí

Zesilovač štítového obrazu

Fyzikální principy RTG vyšetřovacích metod

Skiaskopie

Skiagrafie

Snímkování ze štítu

Vyšetření kontrastní látkou

Negativní kontrastní látky

Pozitivní kontrastní látky

Výpočetní tomografie

Součásti CT

Fyzikální principy RTG terapie

RTG terapie

Intervenční radiologie

Ionizující záření, radionuklidy, terapie ionizujícím zářením

Charakteristika ionizujícího záření

Základní zákon radioaktivní přeměny

Jednotky v oblasti radioaktivity a ionizujícího záření

Fyzikální, biologický, efektivní poločas

Izotopy, izobary, izotony, izomery, nuklidy

Přirozená a umělá radioaktivita

Radioaktivní rovnováha

Druhy radioaktivní přeměny

Přeměna a

Přeměna ß+, ß- , elektronový záchyt

Přeměna g

Neutrony

Kosmické záření

Interakce ionizujícího záření s obaly atomů

Přímo ionizující záření a a jeho interakce s obalem

Přímo ionizující záření ß a jeho interakce s obalem

Záření g a jeho interakce s obalem

Neutrony a jejich interakce s obalem

Interakce ionizujícího záření s jádry atomů

Interakce neutronů s jádrem

Interakce kladně nabitých částic s jádrem

Jaderné reakce záření g

Zdroje ionizujícího záření

Zdroje kladně nabitých částic

Zdroje záporně nabitých částic

Zdroje zářeníg pro diagnostické účely

Zdroje neutronů

Jaderný reaktor

Jaderné zbraně

Rozdělení jaderních zbraní

Ochrana před ionizujícím zářením

Biologické účinky ionizujícího záření

Základní mechanismus biologického účinku ionizujícího záření

Formy poškození zářením

Principy léčby ionizujícím zářením

Biofyzikální základy radioterapie

Radiobiologické základy radioterapie

Metodika léčby zářením

Klinické problémy radioterapie

Ozařovače využívané v radioterapii

Zobrazovací a vyšetřovací metody

Ultrazvukové zobrazovací metody

Fyzikální vlastnosti ultrazvuku

Fyzikální podstata zobrazování ultrazvukem

Magnetická rezonance

Magnetické vlastnosti jádra

MR angiografie

Kontrastní látky

Funkční magnetická rezonance (fMR)

Využití MR

Nukleární medicína

Vyšetřovací metody využívající radionuklidů

Fyzikální principy používání radiofarmak

Přístroje pro osobní a ochrannou dozimetrii

Scintilační detektor

Přístroje pro měření radioaktivity látek

Přístroje pro měření radioaktivity v organismu

Jednokanálová a vícekanálová souprava pro zevní detekci

Celotělové detekční systémy

Scintigrafické zobrazovací systémy

Tomografické scintigrafické systémy

Denzitometrie

Metody využívající ionizující záření

Metody nepoužívající ionizující záření

Termografie

Bezkontaktní termografie

Kontaktní termografie

Fyzikální vlastnosti nových materiálů

Materiály s tvarovou pamětí

Tvarová paměť

Tvarová paměť Nitinolu

Pseudoelasticita (superelasticita) Nitinolu

Použití Nitinolu v medicíně

 

Sylabus -
Poslední úprava: doc. Ing. Jana Vránová, CSc. (20.01.2012)

Stavba hmoty: Základní síly v přírodě. Atom, jeho struktura a vlastnosti. Elementární částice. Jádro a obal atomu.

Bioenergetika: Teplo, teplota. Tepelná pohoda organizmu, regulace teploty. Měření teloty. Využití tepla a chladu v medicíně.

Biomechanika a kineziologie: Mechanika pohybu. Biomechanika tkání. Biomechanika krevního oběhu, dýchání, účinky mechanických sil na organizmus. Léčebné využití mechanické energie.

Elektrický proud: Elektrické vlastnosti tkání a orgánů. Vedení elektrického proudu tkáněmi. Bioelektrické projevy a využití akčních potenciálů v diagnostice. Elektrický proud v diagnostice a terapii. Úrazy elektrickým proudem.

Optické záření: Vlastnosti záření. Zdroje a detektory optického záření. Optické metody a přístrojová technika. Viditelné světlo. Teorie barevného vidění. Adaptace na světlo a tmu. Oko a oční vady. Ultrafialové a infračervené záření. Využití tepelné energie v medicíně. Biofyzika termoregulace.

Akustika: Základní pojmy. Fyziologická akustika. Sluchový orgán. Audiometrie. Účinky hluku na organizmus. Infrazvuk. Ultrazvuk. Generování ultrazvuku. Biologické účinky ultrazvuku. Diagnostické využití ultrazvuku. Terapeutické využití ultrazvuku.

Radioaktivita: Přirozená a umělá, charakteristika ionizujícího záření. Druhy radioaktivní přeměny. Interakce ionizujícího záření s hmotou. Biologické účinky ionizujícího záření. Ochrana před ionizujícím zářením. Detekce ionizujícího záření. Využití ionizujícího záření v léčbě a diagnostice. Černobyl a atomové elektrárny. Nemoc z ozáření. Jaderná energetika. Atomové zbraně.

Ekologická biofyzika: Působení vnějšího tlaku na organizmus. Vliv přetlaku a podtlaku. Biometeorologie. Účinky mechanické energie na organizmus. Biologická problematika letecké dopravy. Biofyzikální aspekty kosmických letů. Přetížení a beztížný stav. Magnetická pole, mobilní telefony. Účinky chladu na organizmus.

Úvod do nukleární medicíny: Definice oboru. Radiofarmaka. Radionuklidové diagnostické metody. Detekční technika v nukleární medicíně. Princip scintilačního detektoru. Přístroje pro osobní a ochrannou dozimetrii. Možnosti použití gamakamery, PET, SPECT.

Úvod do radiologie: Princip rentgenky, brzdné a charakteristické rentgenové záření. Detekce rentgenového záření, kontrastní látky. CT, NMR.

Fyzikální vlastnosti nových materiálů: Materiály s tvarovou pamětí. Využití materiálů na bázi kolagenu v substituční terapii.

Nanotechnologie: příprava nanočástic a tenkých povrchů, jejich využití v medicíně - v terapii

Podrobnější popis všech přednášek a cvičení naleznete na webových stránkách fakulty: http://vyuka.lf3.cuni.cz

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK