Biofyzika

Předmět je náhradou za:

Biofyzika (A6M02BFY)

Přednášející:

Petr Slovák (gar.)

Cvičící:

Petr Slovák (gar.), Vratislav Fabián, Jaroslav Jíra, Ladislav Sieger

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Předmět je zaměřen zejména na fyzikální procesy spojené s prouděním krve, měření hemodynamických parametrů in vivo a vlastnosti cév a krevních kapilár. Dále budou probírány vlastnosti lidské tkáně a tělních tekutin včetně metod jejich měření a metod pro měření kompozice tělesné tkáně. Studenti se také seznámí s problematikou měření základních fyziologických veličin. Tyto znalosti budou doplněny o základy elektrochemie, optiky a akustiky, vždy ve vztahu k lidskému tělu a biologickým systémům. Exkurze doplní fyzikální teorii o poznatky z reálné praxe.

Požadavky:

Odevzdání všech referátů z laboratorních úloh.

Osnova přednášek:

1. Úvod

2. Hemodynamika I - Vlastnosti ideálních tekutin, Vlastnosti a složení krve, Proudění a distribuce krve, Vlastnosti srdce a cév

3. Hemodynamika II - Měření krevního tlaku, Popis a ukázky validace automatických elektronických tonometrů, Nové metody měření krevního tlaku, Legislativa a metrologie krevního tlaku

4. Hemodynamika III - Měření průtoku

5. Hemodynamika IV - Mimotělní oběh a náhrady srdce

6. Vlastnosti tkáně a její interakce s technickými prostředky - Elektromagnetické spektrum, Základní vlastnosti tkáně, Vliv elektromagnetického pole na lidskou tkáň

7. Výměna plynů - fyziologie dýchání, spirometrie, základní fyzikální zákony, pulsní oxymetrie

8. Měření teploty ve zdravotnictví - Základní jednotky a definice, Měření klasickými kapalinovými teploměry, Měření IR teploměry - praktické ukázky, záření černého tělesa, Měření teploty digitálními teploměry, Legislativa a metrologie

9. Ionizující záření - Detektory ionizujícího záření, Dozimetrie, Metrologie

10. Roztoky a tělní tekutiny I - Základní vlastnosti a definice, Měření pH, Měření vodivosti, Měření koncentrace plynů v atmosféře - praktické ukázky

11. Motory používané ve zdravotnictví - Základní typy motorů a jejich vlastnosti, Příklady využití ve zdravotnictví

12. Akustika - Hlukoměry: princip funkce a jejich validace, Základní definice, Měřidla akustického tlaku, Audiometrie, Otoakustické emise, Kochleární neuroprotézy, Metrologie

13. Bioimpedanční analýza tkáně - Základní vlastnosti, Princip měření

14. Exkurze na odborné pracoviště

Osnova cvičení:

1. Fyzikální jednotky v medicíně, nejistota měření

2. Měření krevního tlaku - demonstrace auskultační a oscilometrické metody, metody validace automatických elektronických tonometrů, Ultrazvukový průtokoměr krve - určení krevního tlaku

3. Monitor vitálních funkcí - měření základních vitálních funkcí na simulátoru fyziologickcých veličin. Automatický defibrilátor.

4. Peristaltická pumpa - kalibrace peristaltické pumpy

5. Dýchání - provádění klidových a zátěžových měření, vyhodnocení provedených měření, měření koncentrace kyslíku ve vydechovaném vzduchu, provádění klidových a zátěžových měření, validace pulsních oxymetrů na testeru pulsních oxymetrů

6. Exkurze na pracoviště Kardiovaskulární mechniky FS, ČVUT

7. První písemná práce

8. Lecherovo vedení - měření základních vlastností Lecherova vedení

9. Měření vlastností roztoků - vodivost, pH, hustota, vizkozita kapalin

10. VF elektrokauter - princip činnsoti, měření výkonu, záznam průběhu vf signálu při řeze a koagulaci

11. Motorové šlapadlo - měření charakteristik motorů

12. Akustika - měření úrovně hlasitosti v různých režimech hlukoměru, kalibrace hlukoměru

13. Dielektrický ohřev - stojaté vlnění, regulace výkonu magnetronu, účinnost ohřevu vodu v mikrovlnné troubě.

14. Druhá písemná práce, zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Vander A. J. and col.: Human Physiology, McGraw-Hill Company, Sydney, 1986

2. Bentley J. P.: Principles of Measurement Systems, Logman Scientific and Technical, London 1993

3. Webster, J. G.: Medical instrumentation: Application and design, 3rd edition, Wiley 1997

4. Trojan S.: Lékařská fyziologie, GRADA Avicenum, Praha 2003

5. Hrazdíra I., Mornstein V.: Lékařská biofyzika a přístrojová technika, Neptun Brno,2004

6. Rosina J., Kolářová H., Stanek J.: Biofyzika pro studenty zdravotnických oborů, GRADA Avicenum, Praha 2006

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Biomedicínské inženýrství- strukturované studium (povinný předmět)