Biophysics - EP0101020

• Title: Biofyzika
• Guaranteed by: Ústav biofyziky (14-20)
• Faculty: Faculty of Medicine in Pilsen
• Actual: from 2020
• Semester: winter
• Points: 6
• E-Credits: 6
• Examination process: winter s.:
• Hours per week, examination: winter s.:3/3, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited / unlimited (unknown)
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Additional information: https://lms.lfp.cuni.cz/mod/resource/view.php?id=16520
• Note: deregister from the credit exam date if a requisite was not fulfilled; deregister from the exam date if a requisite was not fulfilled; for a repeated registration for Course credit + Exam, the student must have the Course credit exam passed
• Guarantor: prof. MUDr. Jitka Kuncová, Ph.D.; MUDr. et MUDr. Jiří Beneš, Ph.D.
• Teacher(s): MUDr. et MUDr. Jiří Beneš, Ph.D.; MUDr. Lukáš Bolek, Ph.D.; Ing. Jiří Dejmek, Ph.D.; Ing. Petr Hošek, Ph.D.; Bc. Zdeněk Kubeš; Ing. Michaela Marešová; MUDr. Martin Polívka; MUDr. Jiří Růžička, Ph.D.
• Attributes: Povinné předměty pro Všeobecné lékařství
• Pre-requisite : EP0101440
• Interchangeability : E0102002
• Is pre-requisite for: EP0102080, EVP02001, EP0102510, EP0102090
• Is interchangeable with: E0102002

Annotation

English

Last update: Ing. Lenka Křikavová (07.02.2019)

Recapitulation of the select themes of secondary physics on one's behalf need of medicine study. Enforcement of meaning the physical principles and regularities in medical diagnostics and therapeutics. Importance of the physical findings in medical and biological research.

Czech

Last update: Mgr. Martina Buriánková (17.05.2019)

Lékařská biofyzika zahrnuje části biofyziky orientované na lidské tělo a principy lékařských přístrojů z hlediska
jejich konstrukce, funkce a potenciálně rizikových interakcí s lidským tělem.
Biofyzika má pro studium medicínských oborů zásadní význam ve vztahu k většině teoretických, preklinických a
zejména klinických oborů. Výstupy výuky předmětu biofyzika směřují prakticky do všech klinických oborů.
Druhou klíčovou oblastí biofyziky je lékařská přístrojová technika - laboratorní, diagnostická i terapeutická, a její
biofyzikální interakce. Znalost fyzikálních principů používaných metod nejen z hlediska jejich přínosu pro pacienta,
ale také s ohledem na jejich omezení a možná rizika je zcela zásadní pro rozhodování současného lékaře.

Literature

Last update: Mgr. Martina Buriánková (19.02.2019)

Povinná:

Navrátil L., Rosina J. a kol.: Medicínská fyzika. Praha Grada Publishing 2005

http//lms.lfp.cuni.cz

http//mefanet.lfp.cuni.cz

Doporučená:

Haliday D., Resnik R.,Walker J.: Fyzika * Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno VUTIUM 2001

Requirements to the exam

Last update: Mgr. Martina Buriánková (19.02.2019)

Zápočet a zkouška

Syllabus

Last update: Mgr. Martina Buriánková (20.05.2019)

Biosignály a jejich aplikace. Druhy, původ a zpracování biosignálů. Senzory. Fyzikální zákonitosti vnímání zvuku.

Pojem zvuk, akustické jednotky a pojmy, fyzikální principy měření sluchu, zobrazení. Ultrazvuk a jeho využití v medicíně. Fyzikální principy měření a zobrazování pomocí UZ, využití Dopplerova jevu v medicíně, UZ zobrazovací technika. Teplo, teplota a tlak. Principy měření. Teplo, teplota, teploměry. Různé vyjádření tlaků. Rozpustnost plynu v kapalinách. Vliv extrémních prostředí na člověka: pod vodou, ve výšce a ve vesmíru. Termografie.

IR záření, zdroje a spektra, fyzikální principy měření, IR detektory, využití v medicíně. Vybrané vlastnosti tekutin.

Povrchové napětí, viskozita, proudění kapaliny. Energie, energie kapaliny. Jevy na rozhraní fází, difuze a dialýza.

Elektrická energie. Elektřina a elektromagnetická indukce - základní zákony a jednotky. Stejnosměrné a střídavé napětí a proud, vznik, zdroje, distribuce. Bezpečnost práce s elektřinou.

EKG - význam, fyzikální principy, technika měření a zobrazování. Elektrické vlastnosti tkání.

Bezpečná a nebezpečná napětí a proudy. Pasivní chování, bioimpedance, vliv stejnosměrného a střídavého proudu. Aktivní projevy. Elektrický proud v terapii. Optika. Vznik světla, jeho zdroje, veličiny a jednotky. Spektroskopie. UV a IR záření. Lasery. Geometrická optika. Zákon odrazu a lomu, Snellův zákon. Index lomu, disperze. Mikroskop z hlediska geometrické optiky. Optika oka. Refrakční vady oka, jejich korekce. Stereoskopické vnímání. Vlnová optika. Koherence světla, interference, ohyb světla. Abbeova teorie vzniku obrazu v mikroskopu. Princip fázového kontrastu. Luminiscence, fluorescenční mikroskopie. Kvantová optika. Planckova konstanta. Optické metody analýzy a zobrazení. Optické měřicí metody. Fotometrie, polarimetrie, refraktometrie. Optické přístroje v lékařství. Endoskopie. Vlastnosti a využití optických vláken. Vlastnosti a využití moderních endoskopů. Atom. Struktura stavy a stabilita atomu. Isotop, Isomer, Isobar, interakce částic s atomem a její aplikace. Vznik záření, druhy. Chování záření.Magnetické vlastnosti jádra atomu. Magnetický spin, chování atomu v magnetickém poli. Využití v diagnostice. Roentgenova trubice. RTG trubice, princip. Zobrazování RTG obrazu. RTG přístroje v klinice, clony a filtry. Principy radiačních metod, vliv záření na člověka.

Radiační metody transmisní, rozptylové a emisní. Záření člověka po aplikaci metody. Analytické metody. Biologické účinky záření, nemoci z ozáření. Zobrazovací metody na principu RTG záření. Skiaskopie, skiagrafie, počítačem podporované zobrazovací metody. Izotopové zobrazovací metody. Gamagrafie, SPECT a PET. Radiofarmaka. Nukleární medicína. Radioterapie. Ozařovače, Leksellův gama nůž. Kybernetický gama nůž. Hadronová radioterapie, Brachyterapie a terapie otevřenými zářiči. Přístroje a metody pro sledování pacientů v intenzivní péči. Kardiovaskulární aparát. Dýchací systém. CNS. Extrakorporální eliminační metody.

Sylabus praktických cvičení:

Biofyzika kapalin a plynů. Atmosférický tlak. Tlak plynu. Měření vlhkosti vzduchu a rosného bodu. Absolutní a relativní měření viskozity kapalin. Absolutní a relativní měření povrchového napětí kapalin. Hyperbarická komora

Optika. Fotometrie. Spektrofotometrie. Difrakce a refrakce světla. Cejchování okulárního mikrometru. Ultrazvuk.

Využití UZ při měření. Základy práce s UZ diagnostickým přístrojem. Ionizující záření. Vlastnosti ionizujícího záření. Experimentální RTG přístroj. Diagnostické metody. Měření tlaku krve. EKG. Audiometrie. Endoskopie. Termografie. Přístroje a metody pro sledování pacientů v intenzivní péči. Bezpečnost při práci - ochrana před úrazem elektrickým proudem.