Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Biosystém člověka

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PMSBC Z,ZK 5 2+2 česky
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra biomedicínské techniky
Anotace:

Motto: měřit a porozumět

Funkční organizace živých organizmů. Základní koncepty systémového přístupu k lidskému organismu. Integrované funkce a důležitost systémů skýtajících uplatnění pro biomedicínské techniky a inženýry. Přehled experimentálních a vyšetřovacích metod užívaných ve fyziologii a medicíně. Příklady aplikace moderních technologií v medicíně.

Požadavky:

Podmínky zápočtu: Písemné odpovědi na zadané ulohy, které jsou podobné příkladům zkouškovým.

Přidáno 22. 10. (upřesnění pana profesora Kučery po příjezdu): studentům budou zadány početní příklady (domácí příprava), správné dopovědi budou bodově ohodnoceny podle obtížnosti zadání. Příklady budou mít 10% vliv na celkovou známku z předmětu.

Podmínky zkoušky: Zkouška je písemná, trvá 3 hodiny a skládá se z 15 otázek: 9 s výběrem odpovědi, 3 vysvětlení grafu, 3 početní příklady.

Přidáno 11. 12. Zkouška neproběhne v prostředí EduBase. S prostředím jsou momentálně technické problémy. Test bude rozdán v papírové formě.

Osnova přednášek:

1. Úvod

Systémová biologie, systémová fyziologie a medicína.

Termodynamika živých systémů, principy a klasifikace biologických transportů.

2. Od buňky ke tkáni a orgánu

Struktura a základní funkce buňky

Energetika: vznik a užití chemické, mechanické, elektrické a tepelné energie.

Funkční hierarchie živých organismů, principy homeostázy a adaptace.

Experimentální přístup a modelizace.

3. Dýchací a oběhový systém

Fyzikální principy výměny a transportu látek.

Srdeční automatismus, mechanika a energetika (prezentace funkčního zobrazování).

Mikrocirkulace a kapilární výměna.

Regulace dýchání a krevního oběhu, vztah k acido-bazické rovnováze.

Vyšetřování dýchacích a oběhových funkcí.

Techniky umělého dýchání, srdeční pacemakery, cévní rekanalizace, implantace chlopní.

4. Vylučovací systém

Fyzikální principy tvorby moči, funkční principy buněčné polarizace.

Homeostáza objemu a složení elektrolytických oddílů organizmu.

Vztahy mezi ledvinou, dýchacím a oběhovým systémem.

Vyšetřování ledvinných funkcí, hemodialýza.

5. Trávicí systém

Fyzikální a chemické principy trávicích funkcí.

Motilita trávicí trubice (animované modely) a jeji kontrola (enterický nervový systém).

Vyšetřování motility, telemetrie a „chytré pilulky“ (demonstrace Magnet Tracking System).

6. Nervový systém

Principy nervové A/D a D/A konverze (demonstrace binární povahy akčního potenciálu a jeho šíření).

Modelizace akčního potenciálu (elektrická, matematická a molekulárni reprezentace).

7. Pohybový systém

Fyzikální principy posturální a pohybové funkce; organizace motorického programu.

Vyšetřování posturální a pohybové funkce, kognitivní funkce.Stereotaktické intervence, „neural interfaces“.

Osnova cvičení:

Cvičení budou rozdělena na dvě poloviny. Nejdříve proběhne výuka ve formě seminářů (A), jako příprava na přednášky. Zde se proberou základy potřebné pro snažší pochopení přednášek dopněné o příklady. Druhá polovina výuky bude ve formě praktických cvičení (B), která budou demonstrovat probranou látku.

1A. Energie, teplo, práce, I termodynamický zákon, II termodynamický zákon, chemické reakce - Gibbsova volná energie.

2A. Transport - pasivní, aktivní.

3A. Difuze - Fickův zákon, osmóza.

4A. Klidový elektrický potenciál - Nernstova rovnováha.

5A. Excitabilita - akční potenciál.

6A. Teorie pH.

7A. Opakování probrané látky, příprava na zápočtový test.

1B. Měření spotřeby kyslíku.

2B. Měření plicní ventilace - klidová ventilace.

3B. Měření osmotické rezistence erytrocytu.

4B. Demonstrace Voltage clamp - membránový potenciál.

5B. Elektromyografie.

6B. Měření plicní ventilace při hypoxii a hyperkapnii.

7B. Zápočtový test. Opakování probrané látky, příprava na zkouškový test.

Cíle studia:

Získat solidní přehled o integraci funkčních systémů s uplatněním pro techologický vývoj.

Seznámit se s principy vyšetřovacích metod užívaných ve fyziologii a medicíně.

Být schopen hledat otevřené problémy a navrhnout jejich řešení.

Studijní materiály:

P. Kučera, pdf podklady poskytnuté předem.

W. Boron, E.L. Boulpaep Textbook of Medical Physiology, 2nd edition, Elsevier 2009.

S. Silbernagl, A. Despopoulos : Atlas fyziologie člověka.

A.C. Guyton & J.E. Hall Textbook of Medical Physiology, 11th edition, Elsevier 2006.

Poznámka:

POZOR - přednášky blokově: 27. 9.-8. 11.

Další informace:
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 19. 3. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1769206.html