Biofyzika

Garant předmětu:

Vratislav Fabián

Přednášející:

Vratislav Fabián, Jaroslav Jíra, Lukáš Matera, Ladislav Sieger

Cvičící:

Vratislav Fabián, Jaroslav Jíra, Lukáš Matera, Yegor Mikhailov, Ladislav Sieger, Egor Ukraintsev

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Předmět je zaměřen zejména na fyzikální procesy spojené s prouděním krve, s výměnou krevních plynů, včetně popisu dějů na biologických membránách. Dále jsou probírány možnosti měření pokročilých hemodynamických parametrů krevního řečiště. Velký prostor je věnován problematice hemodialýzy a peritoneální dialýzy.

Ve druhé části semestru jsou studenti seznámeni s vlastnostmi lidské tkáně a tělních tekutin včetně metod jejich měření. Tyto znalosti jsou doplněny o základy optiky a akustiky, vždy ve vztahu k biologickým systémům.

Součástí výuky jsou laboratorními úlohy v moderně vybavené laboratoři, které vhodně doplňují teoretické poznatky studentů z přednášek.

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 - Měření krevního tlaku, Popis a ukázky validace automatických elektronických tonometrů, Nové metody měření krevního tlaku

3. Hemodynamika IV - Mimotělní oběh a náhrady srdce

4. Výměna plynů - Fyziologie dýchání, Základní fyzikální zákony

5. Hemodialýza - Děje na membráně, Funkce ledvin

6. Peritoneální dialýza

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

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

9. Ionizující záření - Detektory ionizujícího záření, Dozimetrie

10. Optika - Lidský zrak

11. Plazmová medicína

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

13. Exkurze na odborné pracoviště

14. Rezerva

Osnova cvičení:

1. Fyzikální jednotky v medicíně, nejistota měření

2. Měření krevního tlaku 1 - demonstrace auskultační a oscilometrické metody, metody validace automatických elektronických tonometrů, Ultrazvukový průtokoměr krve - určení krevního tlaku

3. Měření krevního tlaku 2

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

5. Peristaltická pumpa - kalibrace peristaltické pumpy

6. 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

7. První písemná práce

8. Exkurze na pracoviště Kardiovaskulární mechniky FS, ČVUT

9. Studium cidních účinků plazmatu

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

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

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

13. Měření průtoku na infuzní pumpě

14. Druhá písemná práce, zápočet

Cíle studia:

Pochopení fyzikálních zákonů týkajících se fyziologických procesů v lidském těle a jejich aplikace při řešení praktických biofyzikálních problémů.

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:

https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=4655 http://aldebaran.feld.cvut.cz/vyuka/biofyzika/

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

	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 Fabián V. Jíra J. 09:15–10:45 (přednášková par. 1) Dejvice Ucebnamístnost T2:B2-39e Fabián V. Jíra J. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice Cvičebnamístnost T2:B2-39e Fabián V. Ukraintsev E. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Cvičebnamístnost T2:B2-39e Ukraintsev E. Jíra J. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Cvičebna
Út
St
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Lékařská elektronika a bioinformatika (povinný předmět programu)