Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Biofizyka
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. Natalia Golnik
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2011/2012
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wymagany jest podstawowy zakres wiedzy z matematyki i fizyki.
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Zapoznanie ze zjawiskami fizycznymi zachodzącymi w procesach fizjologicznych oraz czynnością tkanek, narządów i biosystemów pod kątem ich funkcjonalnego opisu oraz możliwości wspomagania utraconych funkcji lub zastąpienia urządzeniami technicznymi. Przekazanie niezbędnej wiedzy potrzebnej do opisu i analizy zjawisk oraz do projektowania, budowy i eksploatacji aparatury medycznej (diagnostycznej, terapeutycznej i rehabilitacyjnej).
Treści kształcenia:
1. Układy wielu cząstek - Stany mikroskopowe i makroskopowe układów wielu cząstek. Entropia. Stan równowagi i stan stacjonarny. Współczynnik Boltzmanna Równanie Nernsta. Potencjał chemiczny i elektrochemiczny. Równania dyfuzji i migracji jonów w roztworach. 2. Mechanika płynów biologicznych - Hydrostatyka. Ściśliwość. Lepkość. Przepływ lepki. Przepływ krwi. 3. Transport jonów przez błony i ultrafiltracja - Dyfuzja jonów przez błony. Współczynniki przepuszczalności błon. Po-wstawanie potencjału dyfuzyjnego na błonie. Zjawiska membranowe – osmoza, dializa, filtracja,. Rodzaje błon. Zastosowania medyczne. Ultrafil-tracja. Fizyczne parametry błon do hemodializy. Przepływ przez kapilary (prawo Poiseuille’a). 4. Zjawiska towarzyszące powstawaniu i propaga-cji sygnałów elektrycz-nych w tkankach ży-wych - Elektryczna czynność błony komórkowej. Białka transbłonowe (kanały jonowe pompy i przenośniki). Potencjały czynnościowe. Potencjał spo-czynkowy komórek, równanie Hodgin-Huxleya. Model elektryczny błony komórkowej. Procesy depolaryzacji i repolaryzacji komórek, propagacja fali pobudzenia. 5. Oddziaływania między-scząsteczkowe i kon-formacje - Oddziaływania międzycząsteczkowe. Cząsteczki hydrofobowe i hydrofilo-we. Konformacje dużych cząstek biologicznych. Budowa przestrzenna białek. Białka allosteryczne. Hemoglobina. 6. Kinetyka reakcji enzy-matycznych - Enzymy podstawowe pojęcia i kinetyka. Specyficzność enzymów. Regula-cja aktywności enzymów. Związek energii swobodnej ze stałą równowagi reakcji. Inhibicja kompetycyjna i niekompetycyjna. Model Michaelisa-Menten. 7. Układ nerwowy i elek-troencefalografia - Komunikacja wewnątrz komórkowa i między komórkami. Hormony i neurotransmitery. Układ nerwowy. Przekazywanie i analiza informacji w układzie nerwowym. Receptory, synapsy i ich charakterystyki. EG/MEG. Spontaniczna aktywność mózgu, metody badań i opisu procesów przetwarzania informacji w układzie nerwowym. Odpowiedzi wywołane. 8. Wpływ pól zewnętrz-nych na organizmy żywe - Wpływ pól elektromagnetycznych na komórki i organizmy żywe. 9. Układ krwionośny i elektrografia - Budowa układu krwionośnego. Mechaniczna czynność serca, prawo Ster-linga-Franka, dynamika serca, objętość wyrzutowa. Tony serca, rozkłady ciśnień. Rozpływ krwi. Pochodzenie załamków EKG/MKG, odprowadze-nia EKG, patologiczne drogi przewodzenia, późne potencjały serca, mo-dele elektryczne ośrodków pobudzenia w sercu. 10. Bierne właściwości elektryczne tkanek i ich wykorzystanie w medy-cynie - Przewodnik objętościowy. Własności elektryczne tkanek, metody analizy rozpływu prądów, rozkładu potencjałów i pól magnetycznych. Przenikal-ność elektryczna i parametry dla prądu zmiennego. Efekty polaryzacji. Impedancja i obwody zastępcze. Wykorzystanie pomiarów impedancji i przenikalności elektrycznej w medycynie. 11. Elektrostymulacja - Rodzaje i zasady doboru bodźców, parametry fizyczne bodźców: reobaza, hronaksja energia progowa, zasady konstrukcji stymulatorów. Stymulacja mięśni i nerwów, stymulatory serca, stymulacja magnetyczna. 12. Biofizyka zmysłów - System wzrokowy. Oko, proces widzenia, organizacja kory wzrokowej, metody badania systemu wzrokowego. Fizyka słuchu.
Metody oceny:
Egzamin:
Literatura:
1, G. Pawlicki, Podstawy inżynierii biomedycznej, Wyd. Politechniki Warszawskiej, 1994; 2. Z. Dunajski, Biomagnetyzm, WKiŁ 1990; 3. W. Tkaczyk, A. Trzebisk, Fizjologia człowieka z z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, PZWL, 1989
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się