Lékařská biofyzika a informatika

Sylabus

1)     Stavba hmoty: Základní síly v přírodě. Atom, jeho struktura a vlastnosti. Elementární částice. Jádro a obal atomu.

2)     Bioenergetika: Teplo, teplota. Tepelná pohoda organizmu, regulace teploty. Měření teploty. Využití tepla a chladu v medicíně.

3)     Biomechanika a kineziologie: Mechanika pohybu. Biomechanika tkání. Biomechanika krevního oběhu, dýchání, účinky mechanických sil na organizmus. Léčebné využití mechanické energie.

4)     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.

5)     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.

6)     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.

7)     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.

8)     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.

9)     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.

10) Úvod do radiologie: Princip rentgenky, brzdné a charakteristické rentgenové záření. Detekce rentgenového záření, kontrastní látky. CT, NMR.

11) Fyzikální vlastnosti nových materiálů: Materiály s tvarovou pamětí. Využití materiálů na bázi kolagenu v substituční terapii.

12) Nanotechnologie: příprava nanočástic a tenkých povrchů, jejich využití v medicíně - v terapii

Anotace

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.

Student by měl být po úspěšném absolvování předmětu schopen vysvětlit biofyzikální principy fyziologických a patologických procesů lidského těla (molekulová biofyzika, biofyzika buňky a tkání), jeho funkce (biofyzika vnímání, biofyzika orgánů) a jeho interakce s vnějším prostředím. Měl by umět správně objasnit základní principy diagnostických a terapeutických přístrojů, vysvětlit základy biokybernetiky, biostatistiky, nových materiálů a nanomateriálů a výpočetní techniky a informatiky se zaměřením na nemocniční informační systémy. Měl by rozumět základům bioenergetiky, molekulové biofyziky, biomechaniky a kineziologie, základům ionizujícího záření a jeho využití v klinické medicíně. Student by měl být seznámen se specifickou problematikou lékařské informatiky, která je zaměřena na nemocniční informační systémy, ochranu a zpracování lékařských dat a na využití telemedicíny v různých oblastech zdravotní péče. Je obeznámen se základními statistickými metodami důležitými pro biomedicínský výzkum.

Student má po úspěšném absolvování předmětu komplexní přehled o moderních diagnostických a terapeutických metodách, jako jsou například rentgenové diagnostické metody, radionuklidové zobrazovaní, magnetická rezonance, terapie ionizujícím zářením, protonová terapie, fotodynamická terapie, elektrodiagnostické a elektroterapeutické metody, využití ultrazvuku a tepelné energie v medicíně a další. Student je schopen představit a objasnit fyzikální podstatu sledované metody a samozřejmě také její klinické aplikace. Důraz je kladen zejména na ty metody, se kterými se studenti setkávají na klinikách fakultních nemocnic.