Bioelektromagnetismus
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
17ADBBEMG | ZK | 5 | 2P | anglicky |
- Garant předmětu:
- Přednášející:
- Cvičící:
- Předmět zajišťuje:
- katedra biomedicínské techniky
- Anotace:
-
Cílem je seznámit studenty s obecnými základy teorie elektrického a magnetického pole, s podstatou a významem vzniku elektromagnetických polí v prostředí živého organismu a s vlivy elektromagnetických polí na živé organismy. Seznámit studenty se způsoby modelováním těchto polí a jejich zdrojů přímou a inverzní metodou, s modelováním na různých strukturálních úrovních organismu.
- Požadavky:
-
Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5 může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. V tom případě je kromě zkoušky navíc požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma.
- Osnova přednášek:
-
1.Statické a quasi-statické elektrické a magnetické pole, elektromagnetické pole ? základní fyzikální poznatky a rovnice, materiálové vztahy, okrajové podmínky, platnosti aproximací.
2.Úvod do problematiky bioelektromagnetického pole. Aplikace elektromagnetického pole v biologii. Anatomické a fyziologické základy bioelektromagnetismu.
3.Klidový membránový potenciál. Fyzikální vyjádření membránového potenciálu ? Nernstova rovnice. Elektrický model buněčné membrány. Elektrické vlastnosti buněčné membrány.
4.Podstata vzniku klidového membránového potenciálu. Fyzikální vyjádření MP ? rovnice G-H-K. Podstata vzniku a šíření akčního potenciálu. Průmět akčního potenciálu do extracelulárního prostředí neuronu.
5.Metody a techniky měření elektrické aktivity buněk, měřicí metoda ?terčíkový zámek?, měřicí metoda ?napěťový zámek?, můstková metoda.
6.Vznik a šíření vzruchu srdečním svalem, převodní systém srdeční. Teorie elektrokardiografických svodů, povrchové potenciály.
7.Definice objemového prostředí, modelování zdrojů a vodičů, pole dipólu. Inverzní úloha. Mapování elektrické aktivity.
8.Biomagnetická měření.
9.Elektrická stimulace nemyelinizovaného a myelinizovaného axonu. Materiály elektrod a jejich tvar.
10.Magnetická stimulace nervové tkáně, návrh stimulační cívky, stimulační impulz, numerické simulace magnetická stimulace.
11.Stimulace srdečního svalu, kardiostimulátory, teorie defibrilace, jednodimenzionální aktivační/defibrilační model, defibrilátory.
12.Měření elektrických a magnetických vlastností biologických tkání, elektrická impedanční tomografie (EIT), elektrické měření impedance, metody rekonstrukce obrazu EIT.
13.Anatomie a fyziologie oka, elektrické signály generovány okem, elektrookulogram.
14.Úvod do mikrovlnné hypertermie. Biologické účinky hypertermie. Systémy, aplikátory a nové trendy v mikrovlnné hypertermii.
- Osnova cvičení:
- Cíle studia:
-
Cílem je seznámit studenty s obecnými základy teorie elektrického a magnetického pole, s podstatou a významem vzniku elektromagnetických polí v prostředí živého organismu a s vlivy elektromagnetických polí na živé organismy. Seznámit studenty se způsoby modelováním těchto polí a jejich zdrojů přímou a inverzní metodou, s modelováním na různých strukturálních úrovních organismu.
- Studijní materiály:
-
Povinná:
[1] Malmivuo, J. - Plonsey, R.: Bioelectromagnetism - Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields. New York, Oxford University Press, 1995. http://www.bem.fi/book/
Doporučená:
[2] Titomir, L. I. - Kneppo, P.: Bioelectric and Biomagnetic fields. Theory and Applications in Electrocardiology. Boca Raton, CRC Press 1994, 346s
[3] Plonsey, R. - Barr, R.C.: Bioelectricity: A Quantitative Approach. Plenum Press, New York, 1988.
[4] Kneppo, P. - Titomir, L.I.: Biomagnetnyje izmerenija. Moskva, Energoatomizdat 1989. 288s.
- Poznámka:
- Další informace:
- Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: