Medicinska fizika

2023/2024
Program:
Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Aplikativna fizika
Letnik:
3 letnik
Semester:
drugi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
4
Jezik:
slovenski
Nosilec predmeta:
Izvajalec (kontaktna oseba):
Ure na teden – 2. semester:
Predavanja
2
Seminar
0
Vaje
2
Laboratorij
0
Vsebina

Fizika žive snovi: uvod v medicinsko fiziko (bioelementi, prvine žive snovi, homeostaza, povratna zanka), osnove biokemije (kemijske vezi, vodikova vez, molekula vode, izomerija, biomolekule, proteini, DNK, lipidi), osnove fiziologije celice (membrana, ioni, membranski potencial), akcijski potencial živčne celice (morfologija akcijskega potenciala, Hodgkin-Huxleyev model membrane), srčno mišično vlakno (akcijski potencial, tokovni dipol), srčna mišica (sincicij)

Tehnike slikanj v medicinski fiziki: elektrokardiogram, elektroencefalogram, rentgensko slikanje (ionizirajoče sevanje, viri rentgenskega sevanja, interakcija rentgenskega sevanja s snovjo, primeri rentgenskih slik), osnovni principi rentgenske tomografije, osnove dozimetrije (interakcija ionizirajočih sevanj z živo snovjo, doza, zaščita pred sevanjem), slikanje z magnetno resonanco (fizikalne osnove, vzbujanje in relaksacija jeder, sunkovna zaporedja, osnovne prvine slikanja, uporaba gradientov, k-prostor), slikanje z ultrazvokom (fizikalne osnove, akustična impedanca, atenuacija, osnove slikanja, doplersko slikanje), slikanje v nuklearni medicini (pojem radiofarmaka, viri sevanja gama, pregled tomografskih metod - SPECT, PET, varnost pri slikanju).

Varnost pri delu, ki vključuje pacienta (tisti del, ki je povezan z medicinsko fiziko).

Temeljni literatura in viri
  1. C. Guy, D. Fytche, An Introducition to the Principles of Medical Imaging. Imperial College Press, 2005

  2. R. Plonsey, R. Barr, Bioelectricity - A quantitative approach. Springer, 2007

  3. R.M. Berne, M.N. Levy, Physiolog, 4th ed. Elsevier, 2007

  4. Lehninger, Principles of biochemistry. 4th ed. W. H. Freeman, 2004

  5. Atkins’ Physical Chemistry. 7th ed. Oxford University Press, 2008

  6. R. Hren, Zapiski predavanj iz Medicinske fizike . Dosegljivo na spletnem naslovu http://medfiz.fmf.uni-lj.si/predavanja.html

  7. M. Milanič, Zapiski vaj iz Medicinske fizike . Dosegljivo na spletnem naslovu: http://medfiz.fmf.uni-lj.si/vaje.html

Cilji in kompetence

Cilji: pregled uporabe fizike v medicini ter biomedicinskih vedah. Predstavitev osnov fizike žive snovi (biokemije, fizikalne kemije in fiziologije). Spoznavanje z osnovnimi metodami slikanja v medicinski fiziki. Spoznavanje s konceptualnimi prvinami interdisciplinarnega zastavljanja in reševanja znanstvenih in strokovnih problemov.

Kompetence:
Sposobnost prepoznavanja in reševanja fizikalnih problemov v biomedicinskih vedah pri rutinskem delu;
Poznavanje najpomembnejših področij fizike;
Sposobnost iskanja po strokovni literaturi, pripravljanja sinteze in javnega nastopanja;
Zavedanje etičnih načel v fiziki v povezavi z medicino .

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje: Poznavanje osnovnih pojmov in zakonov fizike žive snovi. Razumevanje osnov tehnik slikanj v medicini (povezava med osnovnimi zakoni in tehnološkimi rešitvami). Konceptualno razumevanje obdelave podatkov v medicinski fiziki.

Uporaba: uporaba fizikalnih principov in zakonitosti v kompleksnih sistemih. Aplikacija tehnoloških rešitev z utemeljitvijo poenostavitev/približkov.

Refleksija: Interdisciplinarno razumevanje procesov v naravi in tehnologiji.

Prenosljive spretnosti: Spretnost uporabe domače in tuje literature ter interneta. Pripravljanje sinteze ter spretnost uporabe prvin javnega nastopanja.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, vaje, individualne naloge, domača naloge.

Načini ocenjevanja

Za oceno iz vaj velja individualna naloga (poročilo, powerpoint prezentacija, javni nastop).
Za izpitno oceno velja pisni izpit.
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca
  1. Jeraj, R., Mackie, T.R., Balog, J., and Olivera, G., Dose calibration of nonconventional treatment systems applied to helical tomotherapy, Med Phys 32(2), 2005, 570-7.
  2. Jeraj, R., Mackie, T.R., Balog, J., Olivera, G., Pearson, D., Kapatoes, J., Ruchala, K., and Reckwerdt, P., Radiation characteristics of helical tomotherapy, Med Phys 31(2), 2004, 396-404.
  3. Jeraj, R., Wu, C., and Mackie, T.R., Optimizer convergence and local minima errors and their clinical importance, Phys Med Biol 48(17), 2003, 2809-27. activation for radiofrequency ablation. Physiol Meas. 1997; 18:373-400.