Předmět Základy biofyziky (D0302132)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu D0302132 - Základy biofyziky, 3. lékařská fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Sylabus

Studenti se seznámí se základy lékařské biofyziky a biofyzikálními principy diagnostických a terapeutických metod; poznatky uplatní ve své odborné a případně výzkumné praxi i v dalším studiu. Obsahové zaměření:BiomechanikaElektřina a magnetismus Optika Akustika Základy ionizujícího záření Termodynamika Biosignály Biofyzika vidění, fyzikální princip a aplikace fluorescence a průtokové cytometrie v medicíně Fyzikální princip a aplikace laserů a mikroskopických technik v medicíněZobrazovací a terapeutické metody využívající ionizující zářeníBiofyzika buňky Biofyzika tkání Biofyzikální metody v regenerativní medicíně Sylabus:Fyzikální jednotky a jejich soustavy; převody jednotek Biomechanika a biomechanické vlastnosti tkání Funkční a biomechanické vlastnosti pojivových tkání (sval, vazy, chrupavka, kost, kloub)Harmonický oscilátor (kinematika, dynamika, energie; Hookův zákon)Mechanika pevných těles (elastické vlastnosti látek, modul pružnosti a jeho průběh) Biomechanika krevního oběhu (srdce, cévy, krev, proudění krve, krevní oběh)Ideální kapalina, Bernoulliho rovnice, rovnice kontinuity Reálné kapaliny a krevní oběh (hydrodynamika krevního oběhu, proudění krve)Viskozita kapalin a krve (laminární tok, Poiseuilův zákon, faktory ovlivňující viskozitu, metody měření) Krevní tlak a metody jeho měření Fickovy zákonyTypy ionizujícího záření a jejich základní vlastnosti Radioaktivita - procesy vzniku, využití v medicíně RTG záření - procesy vzniku, využití v medicíně Principy diagnostických metod využívajících ionizující záření Typy detektorů ionizujícího záření a základní principy jejich funkce Základní mechanismy působení ionizujícího záření na biologické systémy, základy radiobiologie Základní klasifikace následků ozáření Základní dozimetrické veličiny, principy ochrany před zářením Spektrum rentgenového zdroje a možnosti jeho modifikacePrincip zobrazovacích a terapeutických technik využívajících RTG zářeníPočítačová tomografie (CT)Zobrazovací metody v nukleární medicíně - principy, využívané radionuklidyIonizující záření v terapii, radioterapeutické technikyHybridní zobrazovací technikyElektrostatická interakce, elektrostatické pole, částice v elektrostatickém poli, princip superposice, iontová vazbaElektrické napětí, elektrický proud, elektrická energie, práce a výkonZákladní druhy fyzikálních interakcí (čtyři druhy sil), princip neurčitosti, dosah silMagnetické pole a srovnání magnetického pole s elektrickým Nukleární magnetická rezonance; princip, použití a výhody metodyMagnetická potenciální energie Postupný vznik MR obrazu MR a signály různých tkání, kontrastní látkyÚčinky elektřiny na živý organismus; iontoforéza a galvanizace, elektroléčba, elektrostimulace, vysokofrekvenční elektrochirurgieInterakce elektromagnetických polí s živou hmotou; magnetoterapiePojem biosignálu, terminologieRozdělení biosignálů dle různých kriterií, co mají společné, čím se lišíVznik a různé podmínky vzniku biosignálů, jejich šířeníElektrické a neelektrické biosignály, snímače, elektrodyMetodika snímání a záznamu biosignálůPříklady různých biosignálů a jejich popis: EKG, EEG, EMG, EP aj.Diferenciální zesilovač, jeho funkce, zapojení elektrodZpracování a vyhodnocování biosignálůBiosignály v diagnostice a v terapiiFourierova transformace fyzikálních veličinMechanické vlnění, podélné a příčné vlněníPrincip šíření zvuku, rychlost šíření zvuku, akustická rychlost, akustický tlakAkustická impedance, intenzita zvuku, hladina intenzity zvuku, vnímání intenzityBarva zvuku, výška zvukuJednotky používané ve fyziologické akusticeBiofyzika sluchového aparátuAudiogram, sluchové pole (práh slyšitelnosti a bolesti)Vyšetřovací metody sluchu, principy korekce sluchových vadInfrazvuk, ultrazvuk; zdroje a účinkyPrincipy diagnostického a terapeutického užití ultrazvukuŠíření ultrazvuku v organismu, chování na rozhraníUltrazvukové vyšetřovací metodyDopplerovská sonografieRázové vlny, princip litotripse extrakorporální rázovou vlnouSvětlo a optika - definice pojmů Spektrum elektromagnetického vlnění a jeho pásmaŠíření světla prostředím, transmise, absorpce, reflexeKvantová optika, fotony, absorpční a emisní spektra Zrcadla a čočkyLupa a meze rozlišení, dalekohled, princip optické mikroskopie, teleskopy, světlovody Zdroje a detektory světla, oko Oko jako optická soustava - fyzikální charakteristiky Optické vady oka, korekce očních vad Oko jako detektor světla, biofyzika viděníBarva světla, její vnímáníFluorescenční spektroskopie ("steady state" spektroskopie, zhášení fluorescence, doby života excitovaného stavu, polarizace fluorescence, fluorofory) Cytometrie (průtoková cytometrie, FACS)Laser - princip, charakteristika a vlastnosti paprsku Laserové zdroje Využití laserového záření a aplikace laserů v medicíněOptická mikroskopie (mikroskop pro procházející a dopadající světlo, fázový kontrast, polarizační mikroskop, fluorescenční mikroskop, interferenční mikroskop) Elektronová mikroskopie Mikroskopie skenovací sondouTermodynamický systém, stavové veličiny; vnitřní energie, teplo, prácePrvní věta termodynamickáDruhá věta termodynamická (ekvivalentní formulace)Entropie v živých organismechTepelný transport; předávání tepla vedením, prouděním a zářenímTepelná pohoda organismu, regulace teploty v organismu, vliv tepelného záření okolního prostředí, vliv vlhkosti a proudění vzduchuTermometrie, termografie, typy teploměrů obecně, lékařské teploměryPůsobení nižších a vyšších teplot na organismus, využití v medicíně, hypertermie a kryoterapieBiofyzikální princip přeměny energií v mitochondriální membráně Biofyzikální podstata tvorby ATP ATP-syntázou Struktura biologické membrány a membránová fluidita Biofyzikální podstata transportu v membránách Difúze, osmózaCytoskeleton a jeho dynamika Střední filamenta, mikrotubuly, aktinová filamenta Fyzikální základy buněčného pohybu Molekulární motory Iontové kanályKlíčové faktory pro buněčnou organizaci tkání Tkáně - pojivové, epitelové, svalové, nervové Struktura a stabilita pojivové tkáně Biofyzikální vlastnosti spojů epitelů Biofyzika svalové práce (svalový stah)Nervové tkáně - membránový potenciál Nervové tkáně - akční potenciál, podstata jeho šíření Základní princip tkáňového inženýrství Postup při přípravě arteficiálních tkání Tkáňové inženýrství chrupavky - důvody vzniku a rozvojeŘízené uvolňování léčiv Liposomy, jejich vlastnosti, příprava Použití liposomů ve tkáňovém inženýrství pro řízené dodávání bioaktivních látek

Literatura

Navrátil, L.: Medicínská biofyzika, 2005 Studijní materiály předmětu v systému Moodle Alberts, B.: Základy buněčné biologie Amler, E.: Praktické úlohy z biofyziky I. Amler E.: Lékařské textilie

Garant

prof. RNDr. Evžen Amler, CSc.