Biofyzika a biostatistika - FVP001

• Anglický název: Biophysics and Biostatistics
• Podoba výuky: přednáška+cvičení
• Zajišťuje: Ústav lékařské biofyziky (15-170)
• Fakulta: Lékařská fakulta v Hradci Králové
• Platnost: od 2026
• Počet semestrů výuky: 1
• Semestr: zimní
• Body: 0
• E-Kredity: 10
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:41/69, Z+Zk [HS]
• Počet míst: neomezen
• Maximální kapacita předmětu: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Forma uskutečňování: prezenční
• Možnost opakovaného zápisu: 2 / 1 / 1 / 1
• Poznámka: odhlásit z termínu zkoušky při nesplněné rekvizitě
• Garant: prof. Ing. Jan Kremláček, Ph.D.
• Neslučitelnost : FG10001
• Ve slož. prerekvizitě: FVP019, FVP020, FVP021, FVP022, FVP023, FVP024, FVP025, FVP026, FVP027, FVP028, FVP029, FVP030, FVP031, FVP032, FVP085, FVP086, FVP087, FVP088, FVP089, FV037, FV10076, FV10077, FV10078, FV10079, FV10095, FV163

Anotace

čeština

Cílem předmětu je: - vysvětlení základních životních funkcí lidského organismu a jeho interakcí s prostředím s využitím fyzikálních zákonitostí, - popis fyzikálního principu moderních diagnostických, zobrazovacích a terapeutických metod, - popis základů lékařské informatiky a metod zpracování medicínských dat s využitím biostatistiky. Předmět vzhledem k dané hodinové dotaci pokrývá tato vybraná témata: Biofyzika: biofyzika kardiovaskulárního systému, biosignálů, smyslů, ionizujícího a neionizujícího záření, mechanického vlnění, disperzních systémů. Biofyzikální principy základních diagnostických, zobrazovacích a terapeutických metod (ekg, eeg, krevní tlak, ultrazvuk, zobrazovací metody využívající ionizující záření - skiaskopie, skiagrafie, CT a z nich odvozené modality, speciální mikroskopické metody včetně elektronové mikroskopie, MRI, laser). Bioinformatika: medicínské informační systémy a zdroje, informační technologie v medicíně, zpracování biosignálů. Biostatistika: popisná statistika, pravděpodobnost, testování hypotéz, odhady parametrů, regrese a korelace.

Poslední úprava: Kremláček Jan, prof. Ing., Ph.D. (30.09.2026)

angličtina

The aims of the course are: - to explain the fundamental physiological functions of the human body and its interactions with the environment using the principles of physics; - to describe the physical principles underlying modern diagnostic, imaging, and therapeutic methods; - to introduce the fundamentals of medical informatics and methods for processing medical data using biostatistics. Given the allocated teaching hours, the course covers the following selected topics: Biophysics: Biophysics of the cardiovascular system, biosignals, sensory systems, ionizing and non-ionizing radiation, mechanical waves, and dispersed systems. Biophysical principles of fundamental diagnostic, imaging, and therapeutic methods, including ECG, EEG, blood pressure measurement, ultrasound, imaging methods using ionizing radiation (fluoroscopy, radiography, CT, and related modalities), advanced microscopy techniques including electron microscopy, MRI, and laser applications. Medical Informatics: Medical information systems and resources, information technologies in medicine, and biosignal processing. Biostatistics: Descriptive statistics, probability, hypothesis testing, parameter estimation, regression, and correlation.

Poslední úprava: Kremláček Jan, prof. Ing., Ph.D. (30.09.2026)

Literatura

Povinná literatura

1. Navrátil, Rosina a kol.: Medicínská biofyzika, Grada 2019
2. Hanuš a kol.: E-learning kurzy statistiky a biofyziky, http://moodle.lfhk.cuni.cz

 Doporučená literatura

1. Podzimek: Radioaktivita a ionizující záření kolem nás, ČVUT Praha 2024

Poslední úprava: Kremláček Jan, prof. Ing., Ph.D. (30.09.2026)

Kontroly studia předmětu a podmínky pro jejich úspěšné vykonání, způsob hodnocení

Zápočet

Účast na praktických cvičeních, protokoly z měřících úloh, absolvování témat samostudia, úspěšné složení písemných testů.

Zkouška

Písemná a ústní po složení zápočtu.

Studující, který předmět opakuje, musí splnit všechny požadavky pro udělení zápočtu i zkoušky. Garant předmětu může uznat úspěšně složené povinnosti z minulého studia.

Poslední úprava: Kremláček Jan, prof. Ing., Ph.D. (30.09.2026)

Sylabus

Vyučující

• doc. RNDr. Aleš Bezrouk, Ph.D.
• doc. Ing. Josef Hanuš, CSc.
• Ing. Martin Kopeček, MEng, Ph.D.
• RNDr. David Kordek, Ph.D. et Ph.D.
• prof. Ing. Jan Kremláček, Ph.D.
• MUDr. Vladimír Mašín, Ph.D.
• Mgr. Iva Selke Krulichová, Ph.D.
• RNDr. Petr Voda, Ph.D.
• RNDr. Jiří Záhora, Ph.D.

Přednášky

1. Úvod do biofyziky; informační systémy
2. Deskriptivní statistika
3. Pravděpodobnost
4. Testování hypotéz
5. Disperzní systémy, koncentrace, osmotický a onkotický tlak, Starlingova hypotéza
6. Oko jako optická soustava
7. Refrakční vady oka
8. Fotoreceptory
9. Srdce ako pumpa, reologie
10. Práce srdce
11. Membránový potenciál klidový a akční
12. Vztah mezi podnětem a počitkem
13. Srdeční akční potenciál 
14. Elektrokardiogram 
15. Akustika fyzikální 
16. Akustika fyziologická, audiometrie 
17. Světelná a elektronová mikroskopie 
18. Speciální mikroskopické metody 
19. Interakce ionizujícího záření
20. Biologické účinky ionizujícího záření 
21. Ochrana před ionizujícím zářením 
22. Skiaskopie a skiagrafie 
23. CT 
24. Lasery 
25. NMR 
26. Ultrazvuk

Praktická cvičení a semináře

1. Úvod do praktik a IS
2. Deskriptivní statistika
3. Pravděpodobnost
4. Testování hypotéz
5. Korelace a regrese
6. Jamovi statistika 1
7. Jamovi statistika 2
8. Měření 1 
9. Seminář k T1
10. Měření 2
11. Test 1
12. Měření 3
13. Seminář k T2
14. Měření 4
15. Test 2
16. Měření 5
17. Seminář k T3
18. Měření 6
19. Test 3
20. Měření 7
21. Měření 8
22. Samostudium
23. Zápočet

Druhy měření

• Ultrazvuk - fantomy
• Ultrazvuk
• EKG + krevní tlak
• EEG
• Vyšetření zraku
• Vyšetření sluchu
• CT
• Mikroskopie

Témata samostudia

• Biofyzika dýchání
• Principy detekce ionizujícího záření 
• Radionuklidové zobrazovací metody (PET, SPECT, gama kamera) 
• Zdroje ionizujícího záření, atomový reaktor 

Poslední úprava: Kremláček Jan, prof. Ing., Ph.D. (30.09.2026)