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.
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
The course of medical biophysics is aimed at physiological and pathological phenomena and processes in human medicine and physical principles of diagnostics and therapy in medicine. Mechanisms of physical factors influencing man health are discussed.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
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.
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
Primary aim of the course is to introduce physical background of processes and phenomena in medicine. Students will be informed about elementary terms of medical biophysics having direct association with medical diagnostics and therapy, physical principles of structure of matter, transport at the cell membrane, and bioenergetics of organisms. Course will introduce also subjects of biomechanics and kinesiology, electrical manifestations of organism and effect of electricity of organism, optics, acoustics and radioactivity. Physical background of medical imaging methods will be presented, too.
As the benefit from the course students will be able to address biophysical problems having close relationship to health and sickness in man. In particular: physical fundamentals of physiological and pathological processes and related principles of diagnostics and therapy. Modern medicine takes advantage of technically complicated devices for diagnostics, preventive medicine and treatment, which cannot be fully employed without knowledge about physical principles of their function. Understanding of medical devices' principles is also one of course benefits.
Literatura -
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
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.
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
Giancoli D.C. - Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Prentice-Hall Inc., 2006
Metody výuky -
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
Přednášky, praktická cvičení
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
Lectures, practical exercises
Sylabus -
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
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.
Poslední úprava: Lenka Saláková (10.06.2008)
Structure of matter - elementary types of forces in nature, atom - its structure and characteristics, elementary particles, atomic nucleus and atomic shell
Bioenergetics - heat, temperature and its measurement, control of body temperature, utilization of cold and hot in medicine
Biomechanics and kinesiology - biomechanics of tissue, biomechanics of blood circulation, respiration, effect of mechanical forces on organism, therapeutic effect of mechanical energy
Electric current - electric properties of tissue and organs, electric current conduction in tissue, action potential - bioelectric manifestation and use in diagnostics, electric current in diagnostics and therapy, electric current injury
Optical and thermal radiation - radiation properties, optical radiation sources and detectors, optical methods and measurement, visible light, theory of color vision, adaptation to light and dark, eye and eye defects, ultraviolet and infrared radiation, medical use of thermal energy, biophysics of thermoregulation
Acoustics - basic terms, physiological acoustics, outer middle and inner ear, audiometry, noise effects to organism, infrasound, ultrasound, generation and biological effects of ultrasound, diagnostic use of ultrasound, therapeutic use of ultrasound
Radioactivity - natural and artificial radioactivity, characteristics of ionizing radiation, types of radioactive reactions, interaction of ionizing radiation with matter, biological effects of ionizing radiation, protection against ionizing radiation, detection of ionizing radiation, use of ionizing radiation in diagnostics and therapy, Chernobyl and atomic power plants, irradiation sickness, nuclear power supplies, nuclear weapons
Ecological biophysics - effects of atmospheric pressure on human body, effects of decreased and increased atmospheric pressure, biometeorology, effects of mechanical energy on human body, Biological aspects of aerospace traffic, biological aspects of space crafts, overload and a weightlessness, magnetic field, cell phones, effects of coldness on human body
Introduction to nuclear medicine - definition of discipline, radio-pharmaceutics, radio-nuclide in diagnostics, detection techniques in nuclear medicine, principle of scintillation detector, devices for personal and protective dosimetry, use of gamma-camera, PET, SPECT.
Introduction to radiology - principle of X-ray tube, bremsstrahlung and characteristic radiation, detection of X-ray radiation, contrast materials, CT, NMR.
Physical properties of new materials - materials s with recovery, use of collagen-based materials in substitution therapy
