Biofyzika - BAB02BFY

Kredity 4
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
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.
Cíle studia
Pochopení fyzikálních zákonů týkajících se fyziologických procesů v lidském těle a jejich aplikace při řešení praktických biofyzikálních problémů.
Osnovy 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
Osnovy 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
Literatura
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
Požadavky
Odevzdání všech referátů z laboratorních úloh.