Zobrazení zdroje stránky Fórum:Seminární práce/Biofyzika/2. LF/2012-13

== Témata seminárních prací z biofyziky pro akademický rok 2012-13 ==

=== Zadání ===

Ze [[/Zkouškové otázky|všech zkouškových otázek]] je letos vybráno ''10 otázek'' ke zpracování studenty v rámci obligátního cvičení z biofyziky, tzn. že každý kruh bude zpracovávat ''jednu otázku''. (Jedná se o témata, která na Wikiskriptech dosud chybí anebo jsou zpracována nedostatečně.) Každá taková otázka se skládá z řady ''podotázek'', na které je z příslušné stránky odkazováno (viz příklad toho jak je strukturovaná otázka [[Elektrické biosignály]]). Každý student (případně dvojice studentů) z daného kruhu vezme na ''zodpovědnost'' vypracování ''jedné'' takové podotázky; to ale neznamená, že by nemohl (v rozumné míře) svými editacemi přispívat ke zdárnému výsledku práce celého svého kruhu. Jedná se tudíž o ''kolektivní práci'' každého z kruhů, jejíž celkový výsledek bude nakonec hodnocen padagogy i ostatními uživateli wikiskript a tři vítězné kruhy budou oceněny. Nicméně podíl každého jednotlivého studenta bude registrován v historii jeho editací a jeho dostatečné zapojení do společné práce je ''nutnou'' (nikoli dostačující) podmínkou k získání zápočtu.

=== Pozvánka ===

na ''týden studentských konferencí 7. – 11. ledna 2013'' , kde budou naši studenti prezentovat výsledky své práce na Wikiskriptech. Jedná se o výuku v posledním týdnu zimního semestru 2012-13 v praktikárně biofyziky na Plzeňské ulici, místnost C4:

{|class="wikitable"
| '''Kruh'''<br /><small>(odkaz na podrobnosti<br /> a seznam studentů )</small>|| '''Učitel'''<small>&nbsp;<br />&nbsp;</small> || '''Téma'''<br /><small>(odkaz na vypracovávané téma)</small>
|-
| [[/Kruh 1]] <small>(pátek 8:00)</small> || [[User:Kychot|Heřman]] || [[Biomechanika tkání]]
|-
| [[/Kruh 2]] <small>(pátek 8:00)</small> || [[User:Kychot|Heřman]] || [[Ultrazvuk a jeho využití v medicíně]]
|-
| [[/Kruh 3]] <small>(čtvrtek 8:00)</small> || [[User:Tomsa|Tomsa]] || [[Světelná mikroskopie]]
|-
| [[/Kruh 4]] <small>(čtvrtek 8:00)</small> || [[User:Tomsa|Tomsa]] || [[Fotometrie]]; [[Oko z pohledu biofyziky]]
|-
| [[/Kruh 5]] <small>(čtvrtek 10:00)</small> || [[User:Tomsa|Tomsa]] || [[Elektromagnetické ionizující záření]]
|-
| [[/Kruh 6]] <small>(čtvrtek 10:00)</small> || [[User:Tomsa|Tomsa]] || [[Rtg záření v medicíně]]
|-
| [[/Kruh 7]] <small>(pondělí 15:00)</small> || [[User:Kychot|Heřman]] || [[Účinky elektrického proudu a elektromagnetických polí na organismus]]
|-
| [[/Kruh 8]] <small>(pondělí 15:00)</small> || [[User:Kychot|Heřman]] || [[Účinky teploty na organismus]]
|-
| [[/Kruh 9]] <small>(středa 10:00)</small> || [[User:Kychot|Heřman]] || [[Biosignály|Biosignály (obecně)]]
|-
| [[/Kruh 10]] <small>(středa 10:00)</small>|| [[User:Kychot|Heřman]] || [[Elektrické biosignály]]
|}

* [[/Připomínky]]

<!--
Všechny otázky:
Z následujícího seznamu bude před začátkem semestru vybráno 10 otázek a ty budou přiřazeny jednotlivým kruhům:

#[[Stavba hmoty]]
#[[Biomechanika tkání]]
#[[Biomechanika kapalin a krevního oběhu]]
#[[Akustika]]
#[[Biofyzika sluchu]]
#[[Ultrazvuk a jeho využití v medicíně]]
#[[Dopplerovská ultrasonografie]]
#[[Elektrické a magnetické pole]]
#[[Nukleární magnetická rezonance]]
#[[Účinky elektrického proudu a elektromagnetických polí na organismus]]
#[[Termodynamický systém]]
#[[Termodynamika a živé organismy]]
#[[Účinky teploty na organismus]]
#[[Bioenergetika buňky]]
#[[Světelná mikroskopie]]
#[[Elektronová mikroskopie]]
#[[Srovnání mikroskopických technik]]
#[[Laser]]
#[[Biofyzikální principy v regenerativní medicíně]]
#[[Liposomy a řízené uvolňování léčiv]]
#[[Oko z pohledu biofyziky]]
#[[Fluorescence]]
#[[Biologická membrána a transport látek přes biologickou membránu]]
#[[Cytoskelet z pohledu biofyziky]]
#[[Tkáně z pohledu biofyziky]]
#[[Biosignály|Biosignály (obecně)]]
#[[Elektrické biosignály]]
#[[Elektrokardiografie]]

<pre>
Stavba hmoty
základní síly v přírodě, jejich podstata, velikost a dosah
hmota a energie
elementární částice
dualismus

Biomechanika tkání
harmonický oscilátor jednoduchý a tlumený 
pružnost (elasticita) a Hookův zákon, elastické vlastnosti a Youngův modul pružnosti 
pružnost a pevnost na subcelulární úrovni - úloha kolagenu, elastinu a mezibuněčné hmoty
biomechanika tkání - základní mechanické charakteristiky svalů, pojivové tkáně, kostí a kostních spojů
problematika náhrad tkání z mechanického hlediska

Biomechanika kapalin a krevního oběhu
proudění ideálních kapalin - rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice 
reálné kapaliny - viskozita, laminární tok, Poiseuilleův zákon, Fickovy zákony 
difúze, osmóza, osmotický tlak, důsledky 
biomechanika krevního oběhu - srdce, cévy a krev; proudění krve; krevní tlak 
problematika náhrad cév 

Akustika 
fyzikální charakteristika akustického vlnění 
šíření akustického vlnění v prostředí, akustický tlak a akustická impedance 
intenzita zvuku, hladina intenzity zvuku, barva a výška zvuku, hladina hlasitosti 
sluchové pole, práh slyšení a bolesti (včetně obrázku)
  
Biofyzika sluchu 
biofyzika sluchového orgánu a biofyzika slyšení 
mechanicky aktivované kanály 
vyšetření sluchu a poruchy sluchu
hluk a jeho škodlivost
  
Ultrazvuk a jeho využití v medicíně 
fyzikální popis ultrazvukového vlnění a jeho účinky 
chování ultrazvuku v různých prostředích (tkáních) 
rázová vlna
diagnostické a terapeutické užití ultrazvuku 

Dopplerovská ultrasonografie
Dopplerův jev
fyzikální princip Dopplerovské ultrasonografie
typy a možné výstupy Dopplerovského měření
využití Dopplerovské ultrasonografie v medicíně

Elektrické a magnetické pole 
elektromagnetická síla
charakteristika elektrického pole 
potenciál mezi dvěma fázemi, definice používaných potenciálů 
charakteristika magnetického pole, magnetický dipól, magnetický dipólový moment
srovnání elektrického a magnetického pole
  
Nukleární magnetická rezonance
atomové jádro v magnetickém poli 
fyzikální princip NMR 
vznik obrazu, longitudinální a transverzální relaxační čas 
signál různých tkání, použití kontrastních látek

Účinky elektrického proudu a elektromagnetických polí na organismus
účinky elektrického proudu na živý organismus (pozitivní, negativní), faktory ovlivňující tyto účinky  
terapeutické využití elektrického proudu 
interakce elektromagnetických polí s živou hmotou
účinky elektromagnetických polí na organismus; magnetoterapie

Termodynamický systém 
termodynamický systém, jeho popis a klasifikace 
první a druhá věta termodynamická
entropie 
termodynamická rovnováha
  
Termodynamika a živé organismy 
živý organismus jako termodynamický systém 
tepelný transport 
tepelná pohoda organismu 
termoregulace organismu

Účinky teploty na organismus
termometrie (měření teploty), termografie
termoterapie
působení vysokých teplot na lidský organismus - mechanismus účinku a využití 
působení nízkých teplot na lidský organismus - mechanismus účinku a využití

Bioenergetika buňky
biofyzikální princip přeměny energie v mitochondriích
gradient elektrochemického potenciálu protonů (podstata, složky, vznik v mitochondriální membráně)
ATP-syntéza, transformace energie

Světelná mikroskopie
rozlišovací schopnost lidského oka 
princip zobrazení optickým mikroskopem 
konstrukce a funkce světelného mikroskopu 
Abbého teorie, mez rozlišení, zvětšení, hloubka ostrosti, kontrast obrazu
různé typy mikroskopických technik (mikroskopie pro procházející a dopadající světlo, fázová mikroskopie, inverzní mikroskop, polarizační mikroskopie, interferenční mikroskopie)

Elektronová mikroskopie 
rozlišovací schopnost lidského oka, světelného a elektronového mikroskopu
princip elektronové mikroskopie 
konstrukce a funkce elektronového mikroskopu 
hlavní zobrazovací systémy elektronové mikroskopie, rozdíly mezi SEM a TEM 
  
Srovnání mikroskopických technik (fyzikální princip, možnosti využití, rozlišovací schopnost) 
světelná mikroskopie 
fluorescenční mikroskopie
konfokální mikroskopie 
elektronová mikroskopie 
mikroskopie atomárních sil 
  
Laser 
fyzikální princip vzniku laserového záření
vlastnosti laserového záření
typy laserů 
možnosti využití laserů v medicíně

Biofyzikální principy v regenerativní medicíně
princip tkáňového inženýrství, důvody vzniku a rozvoje
postup při konstrukci arteficiálních tkání
nosiče ve tkáňovém inženýrství, požadavky kladené na nosiče 
detekce vlastností - uveďte biofyzikální principy některých detekčních technik používaných ve tkáňovém inženýrství
  
Liposomy a řízené uvolňování léčiv 
řízené uvolňování léčiv
nanotechnologie a řízené dodávání léčiv 
liposomy, jejich vlastnosti a otvírání 
liposomy jako nosiče léčiv

Oko z pohledu biofyziky 
oko jako optická soustava 
ostrost vidění a oční vady z pohledu biofyziky
světlocitlivé elementy a jejich funkce 
rozlišovací schopnost oka 
denní a noční vidění

Fluorescence 
princip fluorescence a její hlavní charakteristiky
fluofory, jejich typy a vlastnosti 
princip a využití fluorescenční spektroskopie, zhášení fluorescence, polarizace fluorescence, Försterův přenos energie 
další využití fluorescence - FACS, fluorescenční mikroskopie, konfokální mikroskopie

Biologická membrána a transport látek přes biologickou membránu
lipidová dvojvrstva a biologická membrána - rozdíly ve struktuře a propustnosti pro různé látky
pasivní a aktivní transport látek přes biologickou membránu, energetický a biofyzikální rozdíl
srovnání transportu přenašečovým a kanálovým proteinem
usnadněná difúze
aktivní transport (primární a sekundární) 
iontové kanály, biofyzikální princip transportu kanály, typy iontových kanálů
    
Cytoskelet z pohledu biofyziky
typy cytoskeletálních vláken
stavba a biofyzikální funkce jednotlivých filament 
molekulové motory 
fyzikální základy buněčného pohybu
  
Tkáně z pohledu biofyziky 
svalové tkáně a biofyzikální princip svalové kontrakce 
epitely a hlavní typy mezibuněčných spojů v epitelech živočichů 
pojivové tkáně a biofyzikální aspekty funkce extracelulární hmoty 
nervové tkáně a biofyzikální princip šíření nervového vzruchu

Biosignály (obecně)
vyšetřovaný subjekt jako fyzikální systém
časový a fyzikální rozměr biosignálů
fyzikální povaha různých biosignálů
charakteristiky biosignálů
periodicita a quasiperiodicita
frekvenční a výkonové spektrum
snímače a převodníky biosignálů
polygrafický záznam
příklady vyšetřovacích metod
biofeedback

Elektrické biosignály
elektrická aktivita buněk, tkání a orgánů
charakteristiky  biosignálů
akční, sumační, a evokované potenciály
averaging
nativní záznam a provokační testy
rušení biosignálů a artefakty
elektrody pro diagnostiku
unipolární a bipolární zapojení
diferenciální zesilovač
časové konstanty a filtry
příklady vyšetřovacích metod

Elektrokardiografie
elektrické projevy myocytu a myokardu
elektrické a mechanické koreláty srdeční revoluce
časoprostorové změny EKG
EKG vlny, komplexy, segmenty a intervaly
kvantitativní charakteristiky EKG signálu
EKG elektrody a jejich umístění
zapojení elektrod, EKG svody
standardní 12svodové EKG
vektor elektrické srdeční osy
variabilita srdeční frekvence

Optika
hlavní pásma elektromagnetického spektra, přibližné vymezení vlnovou délkou
charakterizujte jevy potvrzující vlnovou povahu světla
index lomu, Snellův zákon, typy prostředí, podmínky pro úplný odraz
optická aktivita, užití v medicíně
disperze, vady optických soustav

Fotometrie
radiometrické a fotometrické veličiny a jednotky, vzájemná souvislost
spektrální citlivost lidského oka, fotopické a skotopické vidění
absorpce světla, Lambertův a Lambert-Beerův zákon
typy světelných zdrojů, charakter spektra

Elektromagnetické ionizující záření
pojem ionizace, mechanismy
charakteristika rtg záření: fyzikální povaha, oblast spektra (rámcově), mechanismus vzniku
Comptonův jev – v čem spočívá a co dokazuje
charakteristika záření γ: fyzikální povaha, oblast spektra (rámcově), mechanismus vzniku
absorpce, Lambertův zákon, polotloušťka

Radioaktivita
typy jaderných přeměn
radioaktivní záření, charakteristika jednotlivých typů 
vysvětlete pojmy: nuklid, izotopy, izobary, izotony
aktivita, poločas rozpadu, efektivní poločas rozpadu
absorpce záření, Lambertův zákon, polotloušťka

Rtg záření v medicíně
charakteristika rtg záření: fyzikální povaha, oblast spektra (rámcově), mechanismus vzniku
princip zobrazení pomocí rtg záření, klasické metody
počítačová tomografie, Hounsfieldovy jednotky
Angiografie

Záření γ v medicíně
charakteristika záření γ: fyzikální povaha, oblast spektra (rámcově), mechanismy vzniku
princip zobrazovacích metod využívajících záření γ
scintigrafie, jednofotonová emisní tomografie
pozitronová emisní tomografie
radiační zátěž pacienta
terapeutické užití záření γ
</pre>
-->

=== Vyhodnocení ===

Vyhodnoceny budou všechny vzniklé či upravované stránky, tj. jak jednotlivé podotázky (za jejichž vypracování nesou zodpovědnost jednotliví studenti či dvojice studentů – jedna z podmínek zápočtu), tak i celkové zpracování otázky, za které budou tři nejlepší kruhy oceněny.

* Hodnocení pedagogů – [[WikiSkripta:Kontrola článku učitelem|Kontrola článku učitelem]]
* Hodnocení uživatelů – počet hvězdiček za reputaci (oblíbenost) článku udělených co největším počtem hodnotitelů – viz: [[Speciální:ArticleScores|Hodnocení článků]]

<!--
=== Související podstránky ===

* [[/Sylabus]]
-->

[[Kategorie:Biofyzika]]
[[Kategorie:Seminární práce]]