Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Prof. MUDr. Leoš Navrátil, CSc., MBA, dr. h. c.,

prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D., MBA, a kolektiv

MEDICÍNSKÁ BIOFYZIKA

2. zcela přepracované a doplněné vydání

Kolektiv autorů:

MUDr. Robert Bajgar, Ph.D., prof. MUDr. Ivan Dylevský, DrSc., doc. Ing. Josef Hanuš, CSc., prof. MUDr. Ján Jakuš, Ph.D., doc. MUDr. et Ing. Viera Jakušová, Ph.D., MPH,

MUDr. Petr Kolář, Ph.D., prof. RNDr. Hana Kolářová, CSc., MUDr. Jiří Kubeš, Ph.D.,

doc. MUDr. Ján Lešták, CSc., MSc., FEBO, MBA, LLA, DBA, FAOG, MUDr. Miroslav Malay, Ph.D., MUDr. Vladimír Mašín, Ph.D., prof. MUDr. Leoš Navrátil, CSc., MBA, dr. h. c.,

doc. Ing. František Podzimek, CSc., prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D., MBA,

doc. RNDr. Ján Sabo, CSc. mim. prof., doc. MUDr. Richard Salzman, Ph.D., prof. MUDr. Ivo Stárek, CSc., Mgr. Jaromír Vachutka, Ph.D., doc. RNDr. Karel Volenec, CSc.

Recenzent:

Prof. Ing. Miloslav Rakovič, DrSc.

Vydání odborné knihy schválila Vědecká redakce nakladatelství Grada Publishing, a.s.

© Grada Publishing, a.s., 2019

Cover Photo © depositphotos.com 2019

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, Praha 7

jako svou 7159. publikaci

Odpovědný redaktor Mgr. Luděk Neužil

Sazba a zlom Ing. Vladimír Meško

Počet stran 432

2. vydání, Praha 2019

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s.

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno.

Postupy a příklady v této knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro nakladatelství žádné právní důsledky.

ISBN 978-80-271-2701-6 (ePub)

ISBN 978-80-271-2700-9 (pdf)

ISBN 978-80-271-0209-9 (print)

Autorský kolektiv

Editoři

prof. MUDr. Leoš Navrátil, CSc., MBA, dr. h. c.

vedoucí katedry zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Fakulty biomedicínského inženýrství Českého vysokého učení technického v Praze

prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D., MBA

profesor biomedicínského inženýrství, proděkan Fakulty biomedicínského inženýrství Českého vysokého učení technického v Praze a přednosta Ústavu lékařské biofyziky a lékařské informatiky 3. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze

Kolektiv spoluautorů

MUDr. Robert Bajgar, Ph.D.

odborný asistent a zástupce přednostky Ústavu lékařské biofyziky, vědecký pracovník Ústavu molekulární a translační medicíny Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci

prof. MUDr. Ivan Dylevský, DrSc.

profesor anatomie, histologie a embryologie, děkan Fakulty biomedicínského inženýrství Českého vysokého učení technického v Praze a emeritní přednosta Anatomického ústavu 2. lékařské fakulty Univerzity Karlovy

doc. Ing. Josef Hanuš, CSc.

docent lékařské biofyziky, proděkan Lékařské fakulty UK v Hradci Králové, přednosta Ústavu lékařské biofyziky Lékařské fakulty UK v Hradci Králové

prof. MUDr. Ján Jakuš, Ph.D.

inauguroval v roce 2001 na 1. lékařské fakultě Univerzity Karlovy v Praze v oboru patofyziologie, od roku 2007 vedoucí Ústavu lékařské biofyziky Jesseniovy lékařské fakulty Univerzity Komenského v Martině

doc. MUDr. et Ing. Viera Jakušová, Ph.D., MPH

docentka Ústavu veřejného zdravotnictví při Jesseniově lékařské fakultě Univerzity Komenského v Martině

MUDr. Petr Kolář, Ph.D.

lékař Rehabilitačního oddělení Fakultní nemocnice v Olomouci, odborný garant a lékař rehabilitačního centra Elpis, odborný asistent Ústavu fyzioterapie Fakulty zdravotních věd Univerzity Palackého v Olomouci

prof. RNDr. Hana Kolářová, CSc.

profesorka v oboru lékařská biofyzika na Lékařské fakultě Univerzity Palackého v Olomouci, přednostka Ústavu lékařské biofyziky, proděkanka pro studium na Lékařské fakultě Univerzity Palackého v Olomouci

MUDr. Jiří Kubeš, Ph.D.

vedoucí lékař Proton Therapy Center Czech, lektor katedry radiační onkologie IPVZ a katedry onkologie 1. LF UK

doc. MUDr. Ján Lešták, CSc., MSc., FEBO, MBA, LLA, DBA, FAOG

docent katedry zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Fakulty biomedicínského inženýrství Českého vysokého učení technického v Praze, přednosta Oční kliniky JL a Kliniky JL v Praze

MUDr. Miroslav Malay, Ph.D.

zástupce vedoucího katedry fyzioterapie Fakulty zdravotnictví Trenčianské univerzity Alexandra Dubčeka v Trenčíně, vedoucí lékař Fyziatricko-rehabilitačního oddělení Polikliniky ministerstva obrany Slovenské republiky v Trenčíně detašovaného pracoviště Ústřední vojenské nemocnice Slovenského národního povstání v Ružomberoku

MUDr. Vladimír Mašín, Ph.D.

odborný asistent Ústavu lékařské biofyziky Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Hradci Králové

doc. Ing. František Podzimek, CSc.

docent katedry zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Fakulty biomedicínského inženýrství Českého vysokého učení technického v Praze

doc. RNDr. Ján Sabo, CSc. mim. prof.

přednosta Ústavu lekárskej a klinickej biofyziky Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košicích

doc. MUDr. Richard Salzman, Ph.D.

přednosta Otolaryngologické kliniky Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci

prof. MUDr. Ivo Stárek, CSc.

profesor otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku na Otolaryngologické klinice Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci

Mgr. Jaromír Vachutka, Ph.D.

odborný asistent Ústavu lékařské biofyziky Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci

doc. RNDr. Karel Volenec, CSc.

docent radiobiologie, externí pracovník při řešení vědeckých úkolů a při výuce na katedře biofyziky Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Hradci Králové a na VŠCHT v Praze, jednatel společnosti ELLA-CS

Předmluva

Je mi ctí, že jsem byl požádán, abych napsal předmluvu k učebnici, která má pro vzdělání lékaře význam naprosto zásadní. Moje pocity jsou přitom smíšené, protože mé neznalosti současné fyziky a biofyziky jsou hluboké. Na druhé straně jsou má úcta i obdiv k tomuto oboru upřímné a nesmírné a to bych se chtěl pokusit vyjádřit.

Je nutné, aby se lékař seznámil od základu se vznikem a vlastnostmi živé hmoty, poznal základní funkce živého organismu i podstatu a způsoby kvantifikace normálních a patologických dějů. To mu teprve dovolí dospět k optimálním závěrům léčebným.

Nad tímto malým světem biofyziky v medicínské aplikaci se klene smělá kopule fyziky z pohledu sociologie. Zde sehrává fyzika roli Prométhea, který dal lidstvu první energii pro přežití a který ho naučí v budoucnu obrovské množství energie nejen najednou uvolňovat, jak to již lidé dovedou, ale také střádat a uvolňovat ji podle potřeby. Fyzika a biofyzika jsou patrně jedinou nadějí lidstva na přežití za podmínek, které ho v dalším vývoji Země a vesmíru čekají.

Dovolte mi nyní dotknout se mých konkrétních zkušeností z oblasti medicínské fyziky, která je jistě součástí biofyziky, a i když třeba malou, tak rozhodně ne nevýznamnou. Již základní metody klinického vyšetřování jsou založeny na fyzikálních principech. Mám na mysli perkusi (poklep), auskultaci (poslech) a její zdokonalenou podobu fonokardiografii, elektrokardiografii a další.

O to více se fyzika a biofyzika zasloužily o rozvoj mé vlastní disciplíny – diagnostického zobrazování. Podrobily si zde mnoho druhů vlnění: ultrazvukové, paprsky X, magnetické, radiofrekvenční, infračervené, laser a další, a dovedly je k dokonalému zobrazení anatomických poměrů i fyziologických a patofyziologických dynamických dějů. Nejde jen o děje mechanické, ale také o pochody fyzikálně chemické a biochemické, jako je spektroskopie v oblasti zájmu v živém organismu.

Na příkladu moderní kardiologie lze názorně ukázat, co přinesla biofyzika diagnostice a léčbě chorob srdce. Ultrazvuk dokáže zobrazit detailní anatomii srdce v pohybu jednotlivých struktur, s pomocí Dopplerova jevu dovede nepřímo změřit tlakový spád mezi dutinami navzájem a mezi dutinami a velkými cévami a tak kvantifikovat například závažnost zúžení aortální chlopně. Proudění cévami je možné měřit elektromagneticky nebo dopplerovským ultrazvukem, ale nejpřesnější metodou, která dovede neinvazivně vyšetřit a kvantifikovat hemodynamické poměry, je magnetická rezonance. Katetrizace dovolí přímo změřit tlaky v jednotlivých oddílech a zaznamenat je plynulou křivkou. Umožní současně odebrat vzorky krve ke stanovení jejího nasycení kyslíkem a tím odhalit a kvantifikovat zkraty. Indikátorové diluční křivky dovolí stanovit srdeční výdej a kvantifikovat zkraty a regurgitace. Co se jen zde uplatní základních zákonů z oblasti hydrodynamiky, optiky, elektriky a elektroniky!

Největší význam nukleární medicíny je dán tím, že je zatím vedoucí metodou v zobrazování biochemických a imunologických pochodů v živém organismu. Na tomto poli je velkým příslibem magnetická rezonance pro svou vyšší prostorovou rozlišovací schopnost.

Prostorové zobrazování začalo fotografickou a rentgenografickou stereografií a stereoskopií. Dnes pokračuje 3D rekonstrukcí obrazu pomocí počítače. Základem pro tuto rekonstrukci jsou mnohovrstevná spirální vyšetření výpočetní tomografií nebo vyšetření magnetickou rezonancí.

Tím výčet přínosu biofyziky v moderní medicíně dnes nekončí. Nejde totiž jen o proces diagnostický, ale také o indikaci, tj. volbu optimálního způsobu léčby či prevence. Příkladem budiž intervenční radiologie, která vděčí za svůj vznik a pokrok opět uplatnění fyzikálních zákonů. Dalším příkladem může být využití termální paměti některých slitin kovů (nitinol) k vytvoření nitrožilně zavedeného drátu, který se vlivem tělesné teploty změní v komplikovanou pleteň v horním úseku dolní duté žíly. Tato pleteň se stává účinným filtrem k zachycení trombotických embolů. Pleteň byla přetvarována za teploty blízké teplotě těla a vyrovnána za chladu v rovný drát. Po návratu do teplého prostředí těla se její původně jí udělený tvar obnoví. Na postupu je též aplikace fyzikálních pochodů v lokální léčbě: léčivem potažené cévní výztuže (steny), ničení nádorových ložisek ultrazvukem, radiofrekvencí, laserem, kryoterapií a jinými fyzikálními metodami. Způsob zavádění katétrů je sice dnes již velmi dokonalý, ale bude ještě obohacen možností jejich magnetické navigace. Tato nikoliv nová myšlenka došla plné realizace až po vyvinutí nových, plochých zesilovačů, kterým nehrozí nebezpečí poškození silným magnetismem.

Dost ale s vděkuplným uváděním příkladů významu biofyziky pro medicínu a její další vývoj. Ten se totiž rýsuje zcela zřetelně a tak je nutno si uvědomit, co musí dnešní student medicíny a mladý lékař obsáhnout, aby tyto vývojové trendy včas zachytil a mohl pomoci posunout hranice našeho medicínského vědění a umění do dalších oblastí. Dnes půjde především o řešení problémů metabolických, onkologických, virologických a genetických, zítra jistě o řadu dalších. Bude nutné studovat vedle vlastních klinických oborů především fyziku, biofyziku, chemii, biochemii, imunologii a genetiku. Jedním z informačních zdrojů se jistě stane i tato učebnice.

Hradec Králové, 1. září 2005

prof. MUDr. Leo Steinhart, DrSc.

profesor radiologie,

dlouholetý přednosta radiologické kliniky FN a katedry radiologie LF UK,

dlouholetý proděkan této fakulty, čestný člen její Vědecké rady

a emeritní profesor LF UK v Hradci Králové

a čestný člen Evropské společnosti pro radiační kardiologii

Předmluva ke 2. vydání

Každý autorský kolektiv potěší, pokud jej nakladatel osloví s prosbou o další vydání jeho díla. Výjimkou není ani „Medicínská biofyzika“, která navázala v roce 2005 na předcházející „Lékařskou biofyziku“ a „Biofyziku v medicíně“. Od té doby uběhlo skoro 14 let, což je v medicíně dlouhá doba, proto i nové vydání, které je čtenáři předkládáno, je v mnoha částech inovováno. Zařadili jsme i nové, tematicky aktuální kapitoly.

Základ autorského kolektivu se za ty dlouhé roky nezměnil. Někteří naši spolupracovníci nás navždy opustili, ale je sympatické, že se autorský kolektiv omladil. Jsme si jisti, že tito kolegové převezmou štafetu a budou pokračovat v tradici přinášet čtenáři nejaktuálnější poznatky z biofyziky týkající se medicíny.

Předložený text je určen lékařům, specialistům ve zdravotnictví, posluchačům lékařských fakult i všech zdravotnických oborů a určitě své čtenáře najde mezi posluchači oborů biomedicínská technika, management zdravotnictví nebo zdravotnická informatika.

V posledním vydání napsal předmluvu vynikající radiolog prof. MUDr. Leo Steinhart, DrSc. (1924–2015). Jsme přesvědčeni, že jeho slova jsou stále platná a proto ji otiskujeme i v novém vydání.

Poděkování celého autorského kolektivu patří oponentovi. Jeho kritické pohledy pomohly k výraznému zkvalitnění a aktualizaci textu učebnice. A bylo by chybou neocenit pomoc všech pracovníků zdravotnické redakce nakladatelství Grada Publishing.

prosinec 2018

prof. MUDr. Leoš Navrátil, CSc., MBA, dr. h. c.

a prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D., MBA

1Stavba hmoty, molekulová biofyzika

Robert Bajgar, Hana Kolářová

1.1Stavba hmoty

Z fyzikálního hlediska se dnes díváme na náš svět jako na hmotu, která je utvářena elementárními částicemi a jejich vzájemnými interakcemi. Podle velikostí a míry dosahu působení rozlišujeme čtyři základní interakce: silnou, elektromagnetickou, slabou a gravitační, přičemž se předpokládá, že každá z nich je navíc zastoupena vlastními elementárními částicemi. Hmotu lze tedy vnímat jako soubor elementárních částic vytvářejících danou látku a jejich vzájemné interakce popisované často jako silová pole.

Silné interakce se uplatňují mezi nukleony v jádrech atomů, kdy na vzdálenost řádově 10–15 m jsou schopny překonat i elektrostatické působení mezi protony a zajistit tak jejich soudržnost. Elementární částice, které vytvářejí tyto jaderné síly, byly nazvány gluony.

Elektromagnetické interakce nabývají na významu za oblastí atomových jader. Podílejí se například na vytváření struktury atomů, molekul a tvorbě elektromagnetického záření. Polní částicí je zde foton.

Velikost gravitační interakce, podobně jako je tomu u předchozí elektromagnetické, klesá se čtvercem vzdálenosti. V případě velmi hmotných objektů může působit i na obrovské vzdálenosti. Gravitační síly jsou známé svojí účastí na procesech spojených s utvářením vesmíru. Za zprostředkovatele této interakce se považuje hypotetický graviton.

Na druhé straně slabá interakce se významně projevuje v případě velmi malých vzdáleností (10–16–10–17 m). Její velikost s rostoucí vzdáleností však exponenciálně prudce klesá a ve vzdálenosti odpovídající velikosti atomového jádra již dosahuje pouhé miliontiny velikosti silné interakce. Pomocí ní si vysvětlujeme například rozpad beta nebo slučování jader vodíku v deuterium. Klíčovými prostředníky těchto jaderných přeměn jsou bosony W a Z. Jde o elementární částice relativně hmotné, neboť jejich hmotnostní ekvivalenty v těchto reakcích odpovídají až 100násobku klidové hmotnosti protonu. Přičteme-li k tomu jejich velmi krátké doby života (s poločasy asi 3·10–25 s), pak je patrné, že tyto interakce mohou dosáhnout svého maxima a tedy i významu pouze na velmi krátké vzdálenosti.

Doposud bylo pojmenováno více než 300 elementárních částic, přičemž některé z nich, jako jsou například proton a neutron, jsou utvářeny z ještě menších elementárních částic, kvarků. Podle standardního modelu je každá látka utvářena z 12 základních látkových částic, kvark nahoru (u, up), kvark dolů (d, down), kvark podivný (s, strange), kvark půvabný (c, charm), kvark svrchní (t, top, někdy označován jako pravdivý, truth), kvark spodní (b, bottom, někdy označován jako krásný, beauty), elektron (e), mion (μ), tauon (τ), elektronové neutrino (υe), mionové neutrino (υμ) a tauonové neutrino (υτ) (tab. 1.1).

Tab. 1.1 Přehled elementárních částic utvářejících hmotu podle standardního modelu. Různý odstín šedi znázorňuje rozdíl v klidových hmotnostech. Gluon, foton a graviton mají nulové klidové hmotnosti.

1.2Stavba atomu

Atom je definován jako nejmenší složka látky, kterou lze pomocí chemických reakcí získat. Každý atom je tvořen z atomového jádra a elektronového obalu, který určuje jeho chemické vlastnosti. Atomovým jádrem nazýváme prostor, kde se vyskytují neutrony a protony. Elektronový obal je pak prostorem elektronů, které jsou Coulombovými[1] silami udržovány v kontaktu se svým kladně nabitým jádrem. Celkový počet neutronů a protonů v atomovém jádře udává nukleonové číslo A, přičemž celkový počet protonů vyjadřujeme pomocí protonového čísla Z. Jako prvky pak označujeme všechny atomy, které mají shodná protonová čísla; jako nuklidy atomy, které vykazují shodu jak v protonovém, tak i v nukleonovém čísle (izomerem nazýváme energeticky bohatší nuklid způsobený excitací nukleonů, radionuklidem pak nazýváme nuklid, jehož atomová jádra podléhají radioaktivní přeměně); jako izotopy atomy, které mají shodná protonová čísla, ale liší se v nukleonovém čísle (např. izotopy kyslíku ); jako izobary atomy, které mají shodná nukleonová čísla, ale liší se v protonovém čísle (např.) a jako izotony atomy, které mají shodný počet neutronů, ale liší se v počtu protonů a tedy i nukleonů (např. ).

1.2.1Atomové jádro

Objev atomového jádra je přisuzován Rutherfordovi[2], který v roce 1911 sledoval rozptyl kladně nabitých α částic na zlaté fólii (obr. 1.1). Na základě toho usoudil, že v materiálu zlaté fólie se musí nacházet určité seskupení kladně nabitých částic, které díky odpudivým elektrickým silám způsobí vychýlení α částic z původní dráhy letu. A protože navenek fólie nevykazovala žádný elektrický náboj, tak předpokládal i existenci negativně nabitých částic, které nějakým způsobem jsou sdruženy s těmito kladnými centry a kompenzují jejich kladný náboj. I když Rutherford v té době ještě nevyslovil pojem atomového jádra a jeho představa struktury atomu byla spíše podobná planetární soustavě s centrálně umístěnou hvězdou, tak jeho objev byl natolik významný, že jej nelze opomenout.

Obr. 1.1 Rutherfordův pokus

Dnes považujeme atomové jádro za malou, relativně velmi hmotnou a kladně nabitou centrální část atomu. Velikosti atomového jádra nabývají rozměrů 10–15–10–14 m, přičemž celková velikost atomu je až o 5–6 řádů větší. Navzdory tomu hmotnost jádra je přibližně 1000krát větší než hmotnost jeho obalu. Sečteme-li však hmotnosti volných protonů a neutronů a porovnáme-li tuto hodnotu s hmotností atomového jádra, které je tvořeno stejným počtem protonů a neutronů, pak hmotnost takového jádra bude menší o tzv. hmotnostní úbytek. Jeho energetický ekvivalent pak přísluší energii, která byla uvolněna při vzniku takového jádra. Jinými slovy odpovídá energii, kterou by bylo nutné atomovému jádru dodat, aby se rozpadlo na jednotlivé nukleony. Hodnota této vazebné energie přepočtené na jeden nukleon je pak větší pro středně těžká atomová jádra, čehož lze využít při štěpení těžkých anebo slévání velmi lehkých jader. Chemicky je jádro nedělitelné a lze jej dělit pouze jadernými procesy.

1.2.2Elektronový obal

Elektronový obal je vytvářen elektrony, které jsou v neustálém pohybu. Tento pohyb podléhá určitým fyzikálním zákonitostem. Každý elektron lze popsat jednoznačnou čtveřicí kvantových čísel, které jsou označovány jako hlavní, vedlejší, magnetické a spinové. Elektrony vyskytující se nejdále od jádra se nazývají valenční elektrony. Jsou rozhodující pro fyzikálně-chemické vlastnosti atomu.

1.3Stavba molekul

Molekulu lze vnímat jako základní stavební jednotku každé látky, jež je schopná samostatné existence. Určuje základní chemické vlastnosti látky a je utvářena alespoň dvěma atomy, které jsou mezi sebou poutány chemickou vazbou. Při vzniku molekuly dochází k překryvu atomových orbitalů za vzniku molekulových orbitalů, jež je doprovázeno uvolněním energie. Tato energie je stejně velká jako energie, která je potřebná na rozštěpení chemické vazby a nazývá se vazební energií nebo disociační energií vazby. Typ vazby pak určuje, zda látka vykazuje vlastnosti kovu, keramiky nebo polymeru a zda je elektricky vodivá, propustná pro světlo nebo magnetická.

1.3.1Druhy vazeb

Chemické vazby ve všech látkách, které se vyskytují kolem nás, jsou utvářeny elektrickými silami. V závislosti na druhu atomů, které vazbu tvoří, rozdělujeme tři základní typy vazeb:

1.kovová vazba, ve které se vazebné elektrony oddalují od mateřských jader atomů a ionty takto vzniklé jsou vzájemně přitahovány k elektronovému oblaku vzniklé molekuly;

2.kovalentní vazba, při které jsou atomy vzájemně přitahovány sdílením elektronů, které zaplňují jejich valenční slupky;

3.iontová vazba, při které jeden nebo více elektronů se vzdalují od atomu kovu tak, aby zaplnily orbital nějakého nekovového atomu.

Konec ukázky

Table of Contents

Autorský kolektiv

Editoři

Kolektiv spoluautorů

Předmluva

Předmluva ke 2. vydání

1 Stavba hmoty, molekulová biofyzika

1.1 Stavba hmoty

1.2 Stavba atomu

1.2.1 Atomové jádro

1.2.2 Elektronový obal

1.3 Stavba molekul

1.3.1 Druhy vazeb

1.3.5 Transport látek v disperzním prostředí

1.3.6 Transport látek přes buněčnou membránu

1.4 Distribuce látek v organismu

2 Bioenergetika a tepelná technika v lékařství, hypertermie, termoterapie

2.1 Teplo, teplota, základy termodynamiky

2.2 Tepelná pohoda organismu

2.2.3 Způsoby odvádění tepla z organismu

2.4 Měření teploty (termometrie)

2.4.4 Termistorová termometrie

2.5 Využití tepelné energie v lékařství

2.6 Fyzikální základy kryoterapie, kryochirurgie a význam místního zmrazení tkáně

3 Základy biomechaniky a kineziologie

3.1 Historické vymezení biomechaniky

3.2 Analýza pohybu – mechanika pohybu

3.3 Biomechanické vlastnosti tkání

3.3.1 Funkční anatomie a biomechanika vaziva

3.3.2 Funkční anatomie a biomechanika chrupavek

3.3.4 Funkční anatomie a biomechanika kostních spojů

3.4 Biomechanika krevního oběhu

3.4.1 Srdce

3.4.2 Cévy

3.4.3 Krev

3.5 Biomechanika dýchání

3.6 Mechanické a tepelné vlastnosti zubů a jejich náhrad

3.7 Účinky mechanických sil na organismus

3.8 Léčebné využití mechanické energie

3.9 Kineziologie páteře

4 Biofyzika elektrických projevů a účinků elektrické energie, diagnostické a terapeutické metody využívající elektrické energie

4.1 Elektrický proud

4.2 Membránové potenciály

4.4 Využití akčních potenciálů v diagnostice

4.4.1 Elektrokardiografie

4.5 Léčebné využití elektrického proudu

4.5.1 Stejnosměrný galvanický proud

4.5.2 Nízkofrekvenční proudy

4.6 Interakce magnetických polí s tkáněmi

4.6.3 Mechanismy interakcí elektromagnetických polí s živou hmotou

5 Optika a biofyzika vidění

5.1 Vlastnosti záření

5.1.3 Šíření světla

5.1.5 Vlnová optika

5.1.6 Paprsková optika

5.2 Zdroje a detektory záření

5.2.4 Lasery

5.3 Optické metody a přístrojová technika

5.3.1 Mikroskopické metody

5.3.2 Metody optické spektroskopie

5.4 Oko a oční vady

5.4.1 Optický systém oka

5.4.2 Tvorba obrazu

5.5 Fototerapie

5.5.1 Laser

6 Akustika

6.1 Základní pojmy

6.1.6 Vlastnosti zvuku

6.2 Fyziologická akustika

6.4 Sluchový orgán

6.4.4 Sluchová dráha

6.5 Poruchy sluchu

6.6 Vyšetření sluchu

6.6.1 Subjektivní audiometrické metody

6.6.2 Objektivní audiometrické metody

6.10 Ultrazvuk

7 Vlastnosti a interakce ionizujícího záření

7.4 Typy radioaktivní přeměny

7.5 Zdroje ionizujícího záření

7.5.1 Přírodní zdroje ionizujícího záření

7.5.2 Umělé zdroje ionizujícího záření

7.6 Interakce ionizujícího záření s hmotou

7.7 Dozimetrie ionizujícího záření

7.8 Detekce ionizujícího záření

7.8.1 Ionizační detektory

7.9 Cíle a principy radiační ochrany

8 Zobrazovací metody

8.1 Radiodiagnostika

8.1.7 Vyšetření kontrastní látkou

8.1.8 Výpočetní tomografie

8.2 Ultrazvukové zobrazovací metody

8.2.2 Fyzikální podstata zobrazování ultrazvukem

8.3 Magnetická rezonance

8.3.1 Magnetické vlastnosti jádra

8.4 Nukleární medicína

8.5 Denzitometrie

8.6 Termografie

9 Základy radioterapie

9.1 Základní pojmy v radioterapii a v radiobiologii

9.2 Ozařovače využívané v radioterapii

10 Neionizující záření

10.1 Neionizující elektromagnetické záření

10.2 Ultrafialové světlo

10.3 Infračervené světlo

10.4 Radiofrekvenční záření

11 Fyzikální děje ve stomatologii

11.1 Specializovaná stomatologická technika v ordinaci

11.1.1 Zubní vrtačka

11.2 Specializovaná stomatologická technika v laboratoři

11.3 Lékařská technika využívaná ve stomatologické ordinaci

11.3.4 Sterilizátory

11.4 Rentgenová technika ve stomatologii

11.4.2 Rentgenové diagnostické techniky používané ve stomatologii

11.4.4 Digitální zobrazovací systémy

11.5 Fyzikální podstata materiálů využívaných ve stomatologii

11.5.1 Otiskovací hmoty

11.5.4 Hmoty používané ke zhotovování náhrad a jejich zpracování

11.8 Fyzikální principy obrábění využívané ve stomatologii

11.9 Zubní náhrady

12 Fyzikální vlastnosti nových materiálů

12.2 Materiály s tvarovou pamětí

12.2.4 Použití nitinolu v medicíně

12.3 Biodegradabilní materiály

12.3.2 Příklady použití biodegradabilních materiálů

12.4 Nanomateriály

12.4.1 Úvod

12.4.2 Využití nanomateriálů v diagnostice

12.4.3 Využití nanomateriálů v terapii

13 Supplementum

13.5 Mezinárodní soustava jednotek