Biofyzika

Sylabus

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.

Anotace

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.