Předmět Lékařská biofyzika a informatika (ak r. 2011/2012) (CVSE1P00)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu CVSE1P00 - Lékařská biofyzika a informatika (ak r. 2011/2012), 2. lékařská fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

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.

Sylabus

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

Literatura

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.

Požadavky

Podmínky zápočtu:1. vypracování čtyř protokolů z praktických cvičení z Lékařské biofyziky2. písemný test z Lékařské informatikyPožadavky 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 hmotyZákladní síly v příroděHmota a energieElementární částiceDualismusJádro atomuElektronový obalSíly působící mezi atomySíly působící mezi molekulamiMolekulová biofyzika Skupenské stavy hmotyDispenzární systémyVoda jako rozpouštědloTransportní jevyKoligativní vlastnosti roztokůJevy na fázovém rozhraníMechanismy transportu látek biologickými membránamiPodání látek do organismuPohyb látek v organismuDistribuce látek v organismuMechanismus vazby látek na plazmatické bílkovinyVylučování látek z organismuVylučování látek ledvinamiVylučování látek gastrointestinálním traktemVylučování látek plícemiVylučování látek žlázami různých orgánůBioenergetika a tepelná technika v lékařství, hypertermie, termoterapieTeplo, teplota, základy termodynamikyTepelná pohoda organismuEnergie v organismu, její přeměna a akumulaceProdukce tepla v organismuZtráty tepla v organismuRegulace teploty v organismu Měření teploty (termometrie)Teploměry založené na délkové roztažnosti pevných látek a objemové roztažnosti kapalinKovové odporové teploměryTermočlánková termometrieTermistorová termometrieVyužití tepelné energie v lékařstvíHypertermie-využití v klinické praxiFyzikální základy kryoterapie, kryochirurgie a význam místního zmrazení tkáněPozitivní termoterapieZáklady biomechaniky a kineziologieBiomechanika člověkaAnalýza pohybu-mechanika pohybuBiomechanické vlastnosti tkáníFunkční anatomie a biomechanika vazivaFunkční anatomie a biomechanika chrupavekFunkční anatomie a biomechanika kostní tkáněFunkční anatomie a biomechanika kostních spojůBiomechanika krevního oběhuSrdceCévyKrevBiomechanika dýcháníMechanika dýcháníPlicní objemy a kapacita plicViskoelastické vlastnosti plic a hrudní stěnyVýměna dýchacích plynůVliv přetlaku na organismusVliv přetlaku a podtlaku na organismusUmělá ventilace plicBiomechanika přenosu žvýkacího tlakuMechanické a tepelné vlastnosti zubůMechanické namáhání v tlaku a tahuZátěžová křivkaSmyková deformaceÚčinky mechanických sil na organismusGravitaceNegativní účinky mechanické energieHlukLéčebné využití mechanické energieLéčebná tělesná výchovaErgoterapieMechanoterapieLymfodrenážPřístrojová masážHistorické vymezení kineziologieSpeciální kineziologie-axiální systémKineziologie páteřeBiofyzika elektrických projevů a účinků elektrické energie, diagnostické a terapeutické metody využívající elektrické energieElektrický proudPasivní elektrické vlastnostiAktivní elektrické projevyMembránové potenciályKlidový membránový potenciálAkční potenciálÚčinky elektrického proudu na organismusVyužití akčních potencionálů v diagnosticeElektrokardiografieElektrodiagnostika v neurologii a rehabilitaciDiagnostické využití střídavého prouduLéčebné využití elektrického prouduGalvanický proudPulzní, jednocestně nebo dvoucestně usměrněný střídavý sinusový proudInterakce magnetických polí s tkáněmiElektromagnetické poleMagnetické vlastnosti látekMechanismy interakcí elektromagnetických polí s živou hmotouMagnetomechanický efektElektronové interakceMagnetoterapieOptika a biofyzika viděníVlastnosti zářeníSpektrum elektromagnetického zářeníSíření světlaKvantová optikaVlnová optikaPaprsková optikaZdroje a detektory zářeníLuminiscenční zdroje zářeníLaseryDetektory zářeníOptické metody a přístrojová technikaMikroskopické metodyMetody optické spektroskopiePolarimetrieNefelometrie a turbidimetrieRefraktometrieEndoskopieOko a oční vadyOptický systém okaFototerapieFototerapie terapeutickým laseremAkustikaZákladní pojmyRychlost šíření zvukové vlnyAkustická výchylka, akustická rychlost, akustický tlakEfektivní akustická rychlost a efektivní akustický tlakAkustická impedanceIntenzita zvukuVlastnosti zvukuHladina intenzity zvukuFyziologická akustikaHladina hlasitostiHlasitostRezonance a její vliv na řečFunkce hrtanuSluchový orgánZevní uchoVnitřní uchoElektrické projevy při podráždění sluchového orgánuPoruchy a vyšetření sluchuVyšetření ladičkamiAudiometrieVyšetření ultrazvukemHluk jako noxaKlinické obory využívající akustikuInfrazvukUltrazvukGenerování ultrazvuku v lékařstvíBiologické účinky ultrazvuku Principy diagnostického užití ultrazvukuPrincipy terapeutického užití ultrazvukuRentgen, radiodiagnostika, radioterapieRTG zářeníZdroje RTG zářeníRentgenka a její funkce, chlazeníBrzdné rentgenové zářeníCharakteristické rentgenové zářeníZdroj anodového a žhavícího napětíZesilovač štítového obrazuFyzikální principy RTG vyšetřovacích metodSkiaskopieSkiagrafieSnímkování ze štítuVyšetření kontrastní látkouNegativní kontrastní látkyPozitivní kontrastní látkyVýpočetní tomografieSoučásti CTFyzikální principy RTG terapieRTG terapieIntervenční radiologieIonizující záření, radionuklidy, terapie ionizujícím zářenímCharakteristika ionizujícího zářeníZákladní zákon radioaktivní přeměnyJednotky v oblasti radioaktivity a ionizujícího zářeníFyzikální, biologický, efektivní poločasIzotopy, izobary, izotony, izomery, nuklidyPřirozená a umělá radioaktivitaRadioaktivní rovnováhaDruhy radioaktivní přeměnyPřeměna aPřeměna ß+, ß- , elektronový záchytPřeměna gNeutronyKosmické zářeníInterakce ionizujícího záření s obaly atomůPřímo ionizující záření a a jeho interakce s obalemPřímo ionizující záření ß a jeho interakce s obalemZáření g a jeho interakce s obalemNeutrony a jejich interakce s obalemInterakce ionizujícího záření s jádry atomůInterakce neutronů s jádremInterakce kladně nabitých částic s jádremJaderné reakce záření g Zdroje ionizujícího zářeníZdroje kladně nabitých částicZdroje záporně nabitých částicZdroje zářeníg pro diagnostické účelyZdroje neutronůJaderný reaktorJaderné zbraněRozdělení jaderních zbraníOchrana před ionizujícím zářenímBiologické účinky ionizujícího zářeníZákladní mechanismus biologického účinku ionizujícího zářeníFormy poškození zářenímPrincipy léčby ionizujícím zářenímBiofyzikální základy radioterapieRadiobiologické základy radioterapieMetodika léčby zářenímKlinické problémy radioterapieOzařovače využívané v radioterapiiZobrazovací a vyšetřovací metodyUltrazvukové zobrazovací metodyFyzikální vlastnosti ultrazvukuFyzikální podstata zobrazování ultrazvukemMagnetická rezonanceMagnetické vlastnosti jádraMR angiografieKontrastní látkyFunkční magnetická rezonance (fMR)Využití MRNukleární medicínaVyšetřovací metody využívající radionuklidůFyzikální principy používání radiofarmakPřístroje pro osobní a ochrannou dozimetriiScintilační detektorPřístroje pro měření radioaktivity látekPřístroje pro měření radioaktivity v organismuJednokanálová a vícekanálová souprava pro zevní detekciCelotělové detekční systémyScintigrafické zobrazovací systémyTomografické scintigrafické systémyDenzitometrieMetody využívající ionizující zářeníMetody nepoužívající ionizující zářeníTermografieBezkontaktní termografieKontaktní termografieFyzikální vlastnosti nových materiálůMateriály s tvarovou pamětíTvarová paměťTvarová paměť NitinoluPseudoelasticita (superelasticita) NitinoluPoužití Nitinolu v medicíně 

Garant

prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D.