Biofyzika

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. Hemodynamika I - Vlastnosti ideálních tekutin, vlastnosti a složení krve, proudění a distribuce krve, vlastnosti srdce a cév

2. Hemodynamika II - Náhrady srdce, krve a cév

3. Hemodynamika III - Měření krevního tlaku, legislativa a metrologie krevního tlaku

4. Roztoky a tělní tekutiny - Základní vlastnosti a definice, pH, vodivost, koncentrace, viskozita roztoků. Měření glykémie a viskozity.

5. Elektrochemie - Elektrochemický potenciál, principy elektrod, palivové články

6. Elektrický proud a živá tkáň - význam různých charakteristik (frekvence, amplituda, atd.). Možnosti pro využití pro terapii: řez, koagulace, vysušování a ničení tkáně. Elektrochirurgické vysokofrekvenční jednotky.

7. Bioimpedanční analýza tkáně - Základní vlastnosti, princip měření

8. Výměna plynů - Biofyzika dýchání, Daltonův zákon, Fickův zákon, parciální tlaky plynů, funkční vyšetření plic - spirometrie

9. Tepelné záření - Záření černého tělesa, Planckův vyzařovací zákon; absorpce záření; pyrometry; účinky tepla na tkáň, diatermie, kryogenní banky, kryoterapie, mikrovlnná hypertermie

10. Ionizující záření - Detektory ionizujícího záření, dozimetrie, metrologie

11. Obecná akustika - Základní definice, akustického tlaku, hladiny akustického tlaku, šíření a odrazy zvuku

12. Fyziologická akustika - audiometrie, tympanometrie, otoakustické emise, kostní vibrátory, sluchadla, metrologie.

13. Exkurze na odborné pracoviště.

14. Rezerva

Osnova cvičení:

1. Fyzikální jednotky v medicíně, nejistota měření

2. Měření krevního tlaku - měření krevních tlaků auskultační a oscilometrickou metodou v klidu a zátěži. Měření metodou odtížené artérie pomocí přístroje Finapres.

3. Ultrazvukový průtokoměr krve - měření průtoků Dopplerovským ultrazvukem Hydraulická charakteristika větveného vaskulárního systému při pulzatilním toku.

4. Peristaltická pumpa - měření průtoků peristaltickou pumpa. Převodní charakteristika pumpy.

Disperze kontrastní látky v krevním řečišti.

5. Měření vlastností roztoků - měření pH, hustoty, vodivosti, viskozity různých roztoků.

6. První zápočtová písemná práce.

7. Spirometr - měření parametrů plic v klidu a zátěži (vitální kapacita plic, celkový objem, FEV1 atd.)

8. Monitor vitálních funkcí.

9. Měření parametrů ss motorů.

10. Elektrochirurgie.

11. Měření spektrálních charakteristik světelných zdrojů.

12. Druhá zápočtová písemná práce.

13. Exkurze na odborném pracovišti.

14. Rezerva

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:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T2:C2-84 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice Ucebnamístnost T2:B2-39e 12:45–14:15 (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice Cvičebna
Út
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Biomedicínské inženýrství- strukturované studium (povinný předmět)