Váš prohlížeč nepodporuje JavaScript nebo je jeho podpora vypnutá. Některé funkce nemusejí být dostupné.
Biofyzika - D1101332
Anglický název:
Biophysics
Zajišťuje:
Ústav biofyziky (13-714)
Fakulta:
2. lékařská fakulta
Platnost:
od 2022
Semestr:
zimní
Body:
4
E-Kredity:
4
Způsob provedení zkoušky:
zimní s.:
Rozsah, examinace:
zimní s.:28/28, Z+Zk [HS]
Rozsah za akademický rok:
14 [týdny]
Počet míst:
neomezen / neomezen (neurčen)
Minimální obsazenost:
neomezen
4EU+:
ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu:
ne
Kompetence:
Stav předmětu:
vyučován
Jazyk výuky:
čeština
Způsob výuky:
prezenční
Úroveň:
Anotace -
--- čeština angličtina
Fyzikální podklad dějů v organizmu. Interakce silových polí a ionizujícího záření s organizmem. Základy přístrojové techniky. 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.
Poslední úprava: Tejral Gracian, Mgr., Ph.D. (02.09.2022)
Physical background of biological processes. Interaction of physical fields and ionizing radiation with organism. Basic medical instruments.
Poslední úprava: Tejral Gracian, Mgr., Ph.D. (30.09.2021)
Hlavním cílem předmětu Biofyzika pro zimní semestr 1. ročníku magisterského studijního programu všeobecné lékařství je seznámit studenty se základními principy lékařské biofyziky s důrazem na biofyzikálními principy diagnostických a terapeutických metod. V souladu s tím jsou i praktická cvičení zaměřena na získání prvních zkušeností s prací s přístroji využívanými v lékařské diagnostice a se zpracováním získaných výsledků. Studenti jsou rovněž seznámeni se zásadami zpracování a prezentace vlastních poznatků, a to formou seminární práce na zvolené biofyzikální téma a její prezentace.
Poslední úprava: Tejral Gracian, Mgr., Ph.D. (02.09.2022)
Podmínky zakončení předmětu
Zápočet — Požadavky k zápočtu:
Presence na cvičeních
Vypracování praktický úloh
Zápočtový test
Zkouška — Průběh zkoušky:
Všeobecný test (Multiple choice test)
Zodpovězení dvou specifických témat (1. termín písemně, 2. termín písemně nebo ústně, 3. termín ústně)
Poslední úprava: Tejral Gracian, Mgr., Ph.D. (02.09.2022)
NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA. Medicínská biofyzika . 2. vydání, zcela přepracované a doplněné vydání. Praha: Grada Publishing, 2019. ISBN 978-80-271-0209-9.
AMLER, Evžen, Tomáš BLAŽEK a Jindřiška HEŘMANSKÁ. Praktické úlohy z biofyziky. I . 1. vydání. Praha: Ústav biofyziky 2. lékařské fakulty UK, 2006.
HRAZDIRA, Ivo a Vojtěch MORNSTEIN. Lékařská biofyzika a přístrojová technika . Brno: Neptun, 2001. ISBN 978-80-902896-1-1.
ALBERTS, Bruce, ed. Základy buněčné biologie: úvod do molekulární biologie buňky . 2. vydání. Ústí nad Labem: Espero, 2006. ISBN 978-80-902906-2-4.
BENEŠ, Jiří, Daniel JIRAK a Frantisek VITEK. Základy lékařské fyziky . 4. vydáni. Praha: Karolinium, 2015. ISBN 978-80-246-2671-0.
AMLER, Evžen. Lékařské textilie. 1. díl . Praha: Ústav experimentální medicíny AV, 2008.
Studijní materiály předmětu v systému Moodle
Poslední úprava: Tejral Gracian, Mgr., Ph.D. (30.09.2021)
Získání zápočtu z praktických cvičení a znalosti v rozsahu přednášek a zkouškových otázek.
Poslední úprava: Tejral Gracian, Mgr., Ph.D. (02.09.2022)
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
Difúze, osmóza, hemodialýza (Fickovy zákony)
Fourierova transformace fyzikálních veličin
Mechanické vlnění, podélné a příčné vlnění
Princip šíření zvuku, rychlost šíření zvuku, akustická rychlost, akustický tlak
Akustická impedance, intenzita zvuku, hladina intenzity zvuku, vnímání intenzity
Barva zvuku, výška zvuku
Jednotky používané ve fyziologické akustice
Biofyzika sluchového aparátu
Audiogram, sluchové pole (práh slyšitelnosti a bolesti)
Vyšetřovací metody sluchu, principy korekce sluchových vad
Infrazvuk, ultrazvuk; zdroje a účinky
Principy diagnostického a terapeutického užití ultrazvuku
Šíření ultrazvuku v organismu, chování na rozhraní
Ultrazvukové vyšetřovací metody
Dopplerovská sonografie
Možná rizika sonografického vyšetření
Rázové vlny, princip litotripse extrakorporální rázovou vlnou
Elektrostatická interakce, elektrostatické pole, částice v elektrostatickém poli, princip superposice, iontová vazba
Elektrické napětí, elektrický proud, elektrická energie, práce a výkon
Účinky elektrického a magnetického pole na organismus
Magnetické pole a srovnání magnetického pole s elektrickým
Účinky elektřiny na živý organismus; iontoforéza a galvanizace, elektroléčba, elektrostimulace, vysokofrekvenční elektrochirurgie
Interakce elektromagnetických polí s živou hmotou; magnetoterapie
Nukleární magnetická rezonance; princip, použití a výhody metody
Magnetická potenciální energie
Postupný vznik MR obrazu
MR a signály různých tkání, kontrastní látky
Světlo a optika - definice pojmů
Spektrum elektromagnetického vlnění a jeho pásma
Šíření světla prostředím, transmise, absorpce, reflexe
Kvantová optika, fotony, absorpční a emisní spektra
Zrcadla a čočky
Lupa a meze rozlišení, princip optické mikroskopie, teleskopy, světlovody
Zdroje a detektory světla, oko
Oko jako optická soustava - fyzikální charakteristiky
Optické vady oka, korekce očních vad
Detektory světla, oko jako detektor světla, biofyzika vidění
Barva světla, její vnímání, citlivost, fotometrie
Infračervené a ultrafialové záření
Stavba atomu
Druhy ionizujícího záření, jejich vznik
Typy a základy kinetiky radioaktivních proměn
RTG záření, vznik, vlastnosti a využití
Spektrum rentgenového zdroje a možnosti jeho modifikace
Přirozené a umělé zdroje ionizujícího záření
Základní principy interakce záření s prostředím
Interakce elektromagnetického záření s látkou
Interakce přímo ionizujícího záření s látkou
Detektory ionizujícího záření, princip funkce a využití v medicíně
Dozimetrie a ochrana před ionizujícím zářením
Biologické účinky ionizujícího záření, použití radionuklidů v medicíně
Termodynamický systém, stavové veličiny; vnitřní energie, teplo, práce
První věta termodynamická
Druhá věta termodynamická (ekvivalentní formulace)
Předávání tepla vedením, prouděním a zářením
Entropie v živých organismech
Termometrie, termografie, typy teploměrů obecně, lékařské teploměry
Tepelná pohoda organismu, regulace teploty v organismu, vliv tepelného záření okolního prostředí, vliv vlhkosti a proudění vzduchu
Působení nižších a vyšších teplot na organismus, využití v medicíně, hypertermie a kryoterapie
Biofyzikální princip přeměny energií v mitochondriální membráně
Biofyzikální podstata tvorby ATP ATP-syntázou
Struktura biologické membrány a membránová fluidita
Biofyzikální podstata transportu v membránách
Cytoskeleton a jeho dynamika
Střední filamenta, mikrotubuly, aktinová filamenta
Fyzikální základy buněčného pohybu
Molekulární motory
Iontové kanály
Klíčové 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
Laser - princip, charakteristika a vlastnosti paprsku
Laserové zdroje
Využití laserového záření a aplikace laserů v medicíně
Cytotometrie (průtoková cytometrie, FACS)
Infračervená spektroskopie
Ramanova spektroskopie
Hmotnostní spektroskopie a plynová chromatografie
Užití jednotlivých principů optiky v medicíně
Principy endoskopie
Optická mikroskopie (mikroskop pro procházející a dopadající světlo, fázový kontrast, polarizační mikroskop, fluorescenční mikroskop, interferenční mikroskop)
Elektronová mikroskopie
Fluorescenční spektroskopie ("steady state" spektroskopie, zhášení fluorescence, doby života excitovaného stavu, polarizace fluorescence, fluorofory)
Mikroskopie skenovací sondou
Principy zobrazovacích metod využívajících neionizující záření resp. vlnění (sonografie, termografie, MRI)
Principy zobrazovacích metod využívajících ionizující záření (RTG, PET, SPECT, CT)
Hybridní zobrazovací metody a jejich výhody
Ionizující záření v terapii, radioterapeutické techniky
Pojem biosignálu a jeho význam
Biosignály neelektrické povahy, převodníky neelektrických veličin
Elektrické projevy organismů a jejich subsystémů
Elektrody; artefakty
Nativní záznam, provokace a stimulace
Zpracování a analýza biosignálů; pojem kanálu
Diferenciální zesilovače a zapojení jejich vstupů
Elektrokardiografie
Elektroencefalografie
Kardiostimulátor, defibrilátor, elektrokonvulzivní terapie
Základní princip tkáňového inženýrství
Postup při přípravě arteficiálních tkání
Tkáňové inženýrství chrupavky - důvody vzniku a rozvoje
Řízené uvolňování léčiv
Liposomy, jejich vlastnosti, příprava
Použití liposomů ve tkáňovém inženýrství pro řízené dodávání bioaktivních látek
Poslední úprava: Tejral Gracian, Mgr., Ph.D. (02.09.2022)