Bioelektromagnetizem

2020/2021
Program:
Magistrski študijski program 2. stopnje Medicinska fizika
Letnik:
1 in 2 letnik
Semester:
prvi ali drugi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
6
Jezik:
slovenski
Ure na teden – 1. ali 2. semester:
Predavanja
2
Seminar
0
Vaje
1
Laboratorij
0
Vsebina

Uvod: električni, magnetni in elektromagnetni pojavi pri živih bitjih in pri človeku
Osnove elektrofizioloških pojavov: živčna in mišična celica, električni pojavi na celični membrani, elektro fiziološke meritve na celičnem nivoju, celice v možganskem, živčnem in srčnem tkivu
Bioelektrični izvori pri človeku, tkivo kot prevodnik, meritve, simulacija, modeliranje: tokovni dipol, volumski izvor, volumski prevodnik, izvor – polje, direktni in inverzni problem za primer srca, dvo-domenski model, vpliv anizotropije
Bioelektrične in biomagnetne meritve: elektroda na volumskem prevodniku, meritve bioelektričnih potencialnih razlik, biomagnetno polje, meritve biomagnetnih polj, SQUID magnetometer: enokanalna in multikanalna verzija, elektromagnetna zaščita, EKG, MKG, EEG, MEG, EMG meritve – klinične aplikacije, osnove diagnoze iz EKG in MKG meritev
Električni in magnetni signali iz ostalih električno aktivnih organov: oko, prebavni trakt, pljuča
Električna in magnetna stimulacija: električna stimulacija srca, defibrilacija srca, funkcionalna stimulacija nekaterih živcev
Meritve električnih in magnetnih lastnosti živega tkiva: impedančne metode določanja volumna, pretok krvi v okončinah, magnetno določanje železa v nekaterih organih, meritve magnetnega onesnaženja pljuč, vloga magnetnih indikatorjev v prebavnem traktu

Temeljni literatura in viri

• Jaakko Malmivuo, Robert Plonsey, Plonsey Malmivuo, Bioelectromagnetism: Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields, Oxford University Press; (August 1995), 512 pp, ISBN: 0195058232

Cilji in kompetence

Študenti spoznajo osnove elektrofiziološke aktivnosti električno aktivnih organov (ali delov organov) pri človeku in drugih živih bitjih.
Predmetno specifične kompetence: Poznavanje in razumevanje elektrofiziologije električno aktivnih organov. Sposobnost fizikalnega opisa elektrofiziološkega delovanja organa: Modelski opis elektromagnetnega pojava. Reševanje direktnega in inverznega problema. Kritično razumevanje elektro- in magneto-fizioloških meritev in zaščite pred zunanjimi motnjami. Primerjava in analiza z relevantnimi dopolnilnimi diagnostičnimi pristopi.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:
Pridobitev osnovnega znanja in razumevanja elektrofizioloških aktivnosti pri človeku. Znati meriti in analizirati elektrofiziološko meritev. Znati fizikalno modelirati sam pojav in uvideti povezavo z diagnostiko.
Uporaba:
Spoznati možnosti meritev elektrofiziološke aktivnosti pri človeku z namenom dopolniti diagnostične metode.
Refleksija:
Kritično ovrednotenje analize elektrofiz. meritev. Spoznanje potrebnih povezav z metodami slikanja.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet:
Uporaba znanj iz modelske analize in njih prenos na reševanje elektrofizioloških problemov. Znati analizirati zajete biomed. merske podatke. Sposobnost komuniciranja z zdravnikom.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, seminarji, konzultacije.

Načini ocenjevanja

Izpit
Vaje
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca
  1. V. Jazbinšek, R. Hren, G. Stroink, M. B. Horáček, Z. Trontelj, Value and limitations of an inverse solution for two equivalent dipoles in localising dual accessory pathways, Med. biol. eng. comput., vol. 41, no. 2, str. 133-140, 2003.
  2. R. Hren, G. Stroink, Noninvasive characterisation of multiple ventricular events using electrocardiographic imaging, Med. Biol. Eng. Comput., vol. 39, pp. 447-454, 2001.
  3. J. Pirnat, Z. Trontelj. Correlation-based method for improvement of NQR signals utilizing signal shape information. Appl. magn. reson., 2004, vol. 27, no. 1-2, str. 343-357.