Obsah // 1. Biofyzika a její význam pro zdravotnické obory ...11 // 2. Struktura živé hmoty...13 // 2.1 Rekapitulace kvantové a jaderné fyziky ...13 // 2.1.1 Submolekulární struktura hmoty ...13 // 2.1.1.1 Čtyři základní interakce ...13 // 2.1.1.2 Základní částice hmoty...14 // 2.1.1.3 Kvantové vlastnosti částic a jejich důsledky ...15 // 2.1.2 Všeobecné vlastnosti atomů...17 // 2.1.2.1 Elektronový obal atomu...17 // 2.1.2.2 Jádro atomu a jeho vlastnosti ...20 // 2.1.3 Radioaktivita a ionizující záření ...22 // 2.1.3.1 Druhy radioaktivní přeměny...22 // 2.1.3.2 Zákonitosti radioaktivní přeměny...25 // 2.1.3.3 Interakce ionizujícího záření s látkou...26 // 2.1.4 Jednotky používané pro měření ionizujícího záření ...31 // 2.2 Fyzikálně-chemické vlastnosti molekul a jejich struktura...31 // 2.2.1 Silné interakce mezi atomy - chemické vazby...32 // 2.2.2 Slabé chemické interakce...34 // 2.2.3 Kohézni síly a viskozita kapalin ...35 // 2.3 Základní vlastnosti vody...36 // 2.3.1 Voda a její vlastnosti...36 // 2.3.2 Funkce vody v organismu ...37 // 2.4 Biopolymery a jejich struktura ...38 // 2.4.1 Základní typy biopolymerů a jejich vlastnosti...38 // 2.4.2 Struktury bílkovin a jejich změny ...40 // 2.4.3 Přehled metod studia struktury biopolymerů...42 // 2.5 Disperzní soustavy a jejich vlastnosti...44 // 2.5.1 Druhy disperzních soustav...44 // 2.5.2 Koloidní disperze (soustavy) a jejich fyzikální vlastnosti...46
// 2.5.3 Metody analýzy koloidních roztoků a některých hrubých disperzí...47 // 3. Úvod do termodynamiky a bioenergetiky...51 // 3.1 Základní pojmy a zákony rovnovážné termodynamiky ...51 // 3.1.1 Základní vlastnosti termodynamických systémů...51 // 3.1.2 Práce termodynamického systému. Teplota a teplo...52 // 3.1.3 Stavové rovnice a základní děje v plynech...54 // 3.1.4 Termodynamické zákony...56 // 3.1.5 Termodynamické potenciály ...57 // 3.1.6 Chemický potenciál ...60 // 3.1.7 Chemická rovnováha a chemická práce...61 // 3.2 Interpretace některých poznatků statistické fyziky...63 // 3.3 Aplikace poznatků termodynamiky ...67 // 3.3.1 Osmotický tlak...67 // 3.3.2 Skupenské stavy látek a fázové rovnováhy...69 // 3.3.3 Povrchové a adsorpční jevy...73 // 3.3.4 Galvanický článek ...75 // 5 // 3.3.5 Klidové membránové napětí (potenciál) ...77 // 3.3.5.1 Nerostová rovnice pro klidové membránové napětí ...77 // 3.3.5.2 Donnanova rovnováha...79 // 3.4 Nástin termodynamiky živých systémů...80 // 3.4.1 Produkce entropie a stacionární stav...80 // 3.4.2 Příklady nerovnovážných termodynamických procesů...82 // 3.4.2.1 Difúze ...82 // 3.4.2.2 Goldmanova rovnice (stacionární membránové napětí)...83 // 3.4.3 Nelineární termodynamika a disipativní struktury...84 // 3.5 Energetické procesy v živých systémech ...86 // 3.5.1 Zdroje a přeměny energie živých systémů ...87 // 3.5.2 Spotřeba energie
v živých systémech ...88 // 4. Mechanické vlastnosti živých systémů...91 // 4.1 Základní pojmy mechaniky ...91 // 4.1.1 Mechanika pevných látek ...91 // 4.1.2 Biomechanika ...95 // 4.1.3 Rozdělení látek podle mechanických vlastností ...96 // 4.2 Struktura a mechanické vlastnosti buněk ...96 // 4.2.1 Struktura eukaryontních buněk ...96 // 4.2.2 Statické mechanické vlastnosti ...98 // 4.2.3 Dynamické vlastnosti...99 // 4.3 Mechanické vlastnosti mnohobuněčných systémů ...101 // 4.3.1 Mechanické vlastnosti zubů ...101 // 4.3.2 Mechanické vlastnosti podpůrně-pohybového systému ...101 // 4.3.2.1 Statika a kinematika kostí a kloubů ...101 // 4.3.2.2 Biomechanika svalového stahu ...103 // 4.3.3 Biomechanika srdečně-cévního systému...104 // 4.3.3.1 Srdce jako pumpa ...?5 // 4.3.3.2 Fyzikální zákony prouděni...105 // 4.3.3.3 Proudění krve ...?6 // 4.3.3.4 Mechanické vlastnosti cév ...108 // 4.3.3.5 Proudění krve v kapilárách ...109 // 4.3.3.6 Mechanické vlastnosti krve...HO // 4.3.4 Biomechanika dýchání ...? // 4.3.4.1 Dýchací pohyby ...? // 4.3.4.2 Dýchací odpory ...?2 // 4.3.4.3 Dechové objemy a kapacity...112 // 4.3.4.4 Mechanismus výměny plynů mezi vnějším a vnitřním prostředím...114 // 4.3.5 Lidský hlas a jeho vlastnosti ...?4 // 4.3.5.1 Akustická skladba lidské řeči...115 // 4.3.6 Biofyzika vyměšovacího systému...116 // 4.3.6.1 Glomerulární filtrace ...?7 // 4.3.6.2 Biofyzikálni funkce tubulů
...?7 // 4.3.7 Biomechanika trávicího systému ...118 // 5. Elektrické jevy a živé systémy ...121 // 5.1 Základní pojmy a zákony elektřiny...121 // 5.1.1 Elektrické pole ...121 // 5.1.2 Elektrický proud ...124 // 6 // 5.1.3 Práce a výkon ustáleného proudu...126 // 5.2 Elektrické projevy buněk ...126 // 5.2.1 Klidový membránový potenciál (napětí) ...126 // 5.2.1.1 Měření membránového potenciálu ...127 // 5.2.2 Vznik akčního potenciálu...128 // 5.2.3 Šíření akčního potenciálu...129 // 5.2.4 Synaptický přenos akčního potenciálu ...131 // 5.2.5 Modelování elektrických vlastností buněčné membrány ...133 // 5.3 Elektrické vlastnosti tkání...134 // 5.3.1 Vedení elektrického proudu tkáněmi ...134 // 5.3.2 Elektrická dráždivost...135 // 5.3.3 Pasivní elektrické vlastnosti...137 // 6. Obecná charakteristika smyslového vnímání...139 // 6.1 Rozdělení receptoru...139 // 6.2 Převodní funkce receptoru...140 // 6.3 Biofyzikálni vztah podnětu a počitku...141 // 6.4 Biofyzika vnímání chemických podnětů ...142 // 6.5 Struktura a funkce receptom čichu a chuti...,...143 // 7. Biofyzika vnímání akustických podnětů...145 // 7.1 Základní pojmy akustiky...145 // 7.2 Hlasitost, sluchové pole ...146 // 7.3 Biofyzikálni funkce ucha ...147 // 7.3.1 Mechanismus převodu akustických signálů...148 // 7.3.2 Mechanismus příjmu a analýzy akustických signálů...148 // 7.3.3 Elektrické jevy spojené s recepcí zvuku
...151 // 7.4 Biofyzikálni funkce vestibulárního ústrojí ...151 // 7.5 Vady sluchu a jejich korekce...152 // 7.5.1 Fyzikální principy vyšetřování vad sluchu ...152 // 7.5.2 Principy korekce sluchových vad ...153 // 8. Příjem a zpracování optických podnětů ...155 // 8.1 Světlo - fyzikální vlastnosti a zdroje ...155 // 8.2 Optické vlastnosti oka...160 // 8.2.1 Skladba oka a optické vlastnosti jeho světlolomných prostředí ...160 // 8.2.2 Akomodace oka...162 // 8.2.3 Ametropie sférické ...163 // 8.2.4 Ametropie asférická ...164 // 8.3 Mechanismus vnímání světelných podnětů ...165 // 8.3.1 Struktura sítnice ...165 // 8.3.2 Vidění ...166 // 8.3.3 Barevné vidění a jeho poruchy...168 // 8.3.4 Elektrické projevy sítnice...170 // 8.4 Korekce vad optického systému oka ...171 // 8.4.1 Brýle ...171 // 8.4.2 Kontaktní čočky ...172 // 8.4.3 Nitrooční umělé čočky ...172 // 8.4.4 Sítnicové implantáty...173 // 9. Uěinky fyzikálních faktorů na živé systémy...175 // 9.1 Účinky mechanických faktorů ...175 // 7 // 9.1.1 Účinky tlakových změn ...175 // 9.1.2 Účinky změn rychlosti...176 // 9.1.3 Účinky mechanických sil...177 // 9.2 Účinky akustických faktorů...177 // 9.2.1 Účinky zvukových polí ...178 // 9.2.2 Účinky ultrazvuku ...179 // 9.3 Vliv meteorologických podmínek na organismus ...180 // 9.4 Účinky elektrických proudů ...183 // 9.4.1 Vedení elektrického proudu tkáněmi...183 // 9.4.2 Úrazy elektrickým
proudem...184 // 9.5 Účinky magnetických polí ...185 // 9.6 Účinky neionizujícího elektromagnetického záření ...186 // 9.6.1 Fyzikální charakteristika viditelného záření ...186 // 9.6.2 Biologické účinky optického záření ...188 // 9.7 Biologické účinky ionizujícího záření...190 // 9.7.1 Mechanismy účinků ...190 // 9.7.2 Biologické účinky jaderných výbuchů ...192 // 9.7.3 Ochrana před ionizujícím zářením ...193 // 10. Diagnostické metody a přístroje...195 // 10.1 Biologické signály a jejich diagnostický význam ...195 // 10.2 Zobrazovací metody, které využívají ionizující záření...197 // 10.2.1 Rentgenové zobrazovací metody...197 // 10.2.1.1 Vznik rentgenového záření ...197 // 10.2.1.2 Základní schéma rentgenového přístroje...200 // 10.2.1.3 Vznik rentgenového obrazu - chod rentgenových paprsků...200 // 10.2.1.4 Specifické metody a přístroje v rentgenové diagnostice ...203 // 10.2.1.5 Rentgenové přístroje ve stomatologii ...203 // 10.2.2 Výpočetní tomografie (CT)...204 // 10.2.3 Radionuklidové zobrazovací a jiné diagnostické metody...205 // 10.2.3.1 Stopování (tracing) a radioimmunoassay...206 // 10.2.3.2 Scintilační počítač a pohybový scintigraf...206 // 10.2.4 SPÉCT a PET... 207 // 10.3 Zobrazovací metody, které nevyužívají ionizující záření...209 // 10.3.1 Termografie...210 // 10.3.1.1 Bezkontaktní termografie ...210 // 10.3.1.2 Diagnostický význam termografie ...211
// 10.3.2 Ultrazvukové diagnostické metody...212 // 10.3.2.1 Mechanismus ultrazvukového zobrazení...212 // 10.3.2.2 Dopplerovské metody...214 // 10.3.2.3 Kombinované metody...216 // 10.3.2.4 Diagnostický význam ultrasonografie ...217 // 10.3.3 Endoskopické metody...218 // 10.3.3.1 Endoskopická zrcadla ...218 // 10.3.3.2 Endoskopy s pevnými tubusy...219 // 10.3.3.3 Fibroskopy ...220 // 10.3.4 Zobrazení pomocí magnetické rezonanční tomografie (MRI)...221 // 10.3.4.1 Jev jaderné magnetické rezonance ...221 // 10.3.4.2 Princip získání obrazové informace...223 // 8 // ---iu.j.4.3 ??? vyznám metoay... // 10.4 Elektrodiagnostické metody...225 // 10.4.1 Druhy elektrod a způsoby registrace...226 // 10.4.2 Metody založené na registraci činnostnich potenciálů...228 // 10.4.2.1 Elektrokardiografie (EKG) ...228 // 10.4.2.2 Elektromyografie (EMG) ...231 // 10.4.2.3 Elektroencefalografie (EEG) ...231 // 10.4.2.4 Elektroretinografie (ERG)...232 // 10.4.3 Metody založené na elektrické dráždivosti...233 // 10.5 Měřicí a záznamové diagnostické metody ...234 // 10.5.1 Detekce a měření mechanických veličin ...234 // 10.5.1.1 Měření tlaku ...234 // 10.5.1.2 Tlak krve...235 // 10.5.1.3 Další metody měření tlaku v lékařství ...236 // 10.5.1.4 Měření mechanické práce a výkonu ...237 // 10.5.2 Detekce nízkofrekvenčních mechanických vibrací a zvuku ...238 // 10.5.3 Monitorování a telemetrie ...238 // 11. Principy léčebných metod...241
// 11.1 Biofyzikálni základy neinvazivních léčebných metod...241 // 11.1.1 Léčení mechanickou energií ...241 // 11.1.1.1 Základní formy masáže ... 241 // 11.1.1.2 Ultrazvuková terapie ...241 // 11.1.1.3 Litotripse rázovými vlnami...242 // 11.1.1.4 Léčení rázovými vlnami ...243 // 11.1.2 Elektroléčebné metody...244 // 11.1.2.1 Účinky stejnosměrného proudu ...244 // 11.1.2.2 Účinky střídavých proudů a elektrických impulsů ...244 // 11.1.3 Principy léčby magnetickými poli...246 // 11.1.3.1 Druhy magnetických polí a jejich interakce s biologickými systémy...246 // 11.1.3.2 Hlavní složky léčebného působení magnetických polí ...247 // 11.1.4 Léčebné metody využívající teplo ...248 // 11.1.4.1 Teploléčebné metody s využitím převodu tepla vedením...248 // 11.1.4.2 Teploléčebné metody využívající převodu tepla prouděním ...249 // 11.1.4.3 Teploléčebné metody s využitím převodu tepla zářením ...249 // 11.1.4.4 Teploléčebné metody s využitím vysokofrekvenčních proudů...249 // 11.1.4.5 Tepelné působení ultrazvuku...251 // 11.1.5 Léčebné metody využívající světlo...251 // 11.1.5.1 Léčení laserovým zářením...251 // 11.1.5.2 Léčení polarizovaným světlem ...253 // 11.1.5.3 Léčebné využití fotodynamického účinku ...253 // 11.1.5.4 Léčebné zdroje ultrafialového záření...253 // 11.1.6 Fyzikální principy léčby ionizujícím zářením...254 // 11.1.6.1 Faktory ovlivňující
výsledek léčby ...254 // 11.1.6.2 Zdroje záření ...255 // 11.1.6.3 Urychlovače částic ...256 // 11.1.6.4 Geometrie ozařování ...259 // 11.2 Biofyzikálni principy invazivních léčebných metod...260 // 11.2.1 Fyzikální principy alternativních chirurgických nástrojů ...260 // 9 // 11.2.1.1 Elektrotomie a elektrokoagulace ...260 // 11.2.1.2 Laserové chirurgické nástroje...261 // 11.2.1.3 Ultrazvukové chirurgické přístroje ...262 // 11.2.1.4 Přístroje pro kryochirurgii...263 // 11.2.1.5 Řezání pomocí vodního proudu (vodní skalpel)...263 // 11.2.2 Fyzikální principy hlavních stomatologických nástrojů...264 // 11.2.2.1 Rotační nástroje ...264 // 11.2.2.2 Pákové nástroje ...265 // 11.2.3 Přístroje podporující nebo nahrazující funkci orgánů ...266 // 11.2.3.1 Přístroje pro podporu dýchání ...266 // 11.2.3.2 Podpora a náhrada funkce srdce ...267 // 11.2.3.3 Náhrada funkce ledvin ...268 // 11.2.3.4 Končetinové protézy...269 // 11.2.3.5 Zubní náhrady...270 // 11.2.3.6 Injekční pumpy ...271 // 12. Laboratorní metody a přístroje...273 // 12.1 Elektrochemické analytické metody ...273 // 12.1.1 Základní druhy elektrod ...273 // 12.1.2 Konduktometrie...274 // 12.1.3 Polarografie a voltametrie...275 // 12.2 Optické laboratorní metody ...276 // 12.2.1 Spektrofotometrie...276 // 12.2.2 Polarimetrie...278 // 12.2.3 Refraktometrie ...279 // 12.3 Metody mikroskopie...281 // 12.3.1 Optická mikroskopie ...281 // 12.3.1.1 Schéma
optického mikroskopu a vlastnosti jeho optického systému...281 // 12.3.1.2 Varianty optického mikroskopu ...283 // 12.3.1.3 Speciální optické mikroskopy ...284 // 12.3.2 Elektronová mikroskopie ...286 // 12.3.2.1 Transmisní elektronová mikroskopie (TEM)...287 // 12.3.2.2 Rastrovací elektronová mikroskopie (SEM)...288 // 12.3.2.3 Skenovací tunelová elektronová mikroskopie ...288 // 12.4 Pomocné laboratorní metody ...289 // 12.4.1 Mechanická a ultrazvuková zařízení ...289 // 12.4.2 Tepelná zařízení ...291 // 12.4.3 Klimatizace ...292 // Rejstřík...2 // Appendix I - Veličiny a jejich jednotky, významné konstanty...307 // Appendix II - Použitá a doporučená literatura (výběr)...311 // 10 // L