Medicīniskā fizika

Virsraksts	% no gala vērtējuma	Vērtējums
1. Patstāvīgais darbs	-	-
Individuālais un pāru darbs – praktisko darbu izstrāde atbilstoši studiju kursa tēmām, zinātnisko publikāciju lasīšana, analīze un prezentēšana, izmantojot apgūtās zināšanas. Uzdevumu par dažādu fizikālu procesu, cilvēka ķermeņa uzbūves parametru, tehnoloģisku rīku un iekārtu darbības procesu analīze un aprēķini. Prezentāciju vai eseju sagatavošana par dažādiem jautājumiem, atbilstoši studiju kursa tēmām.

Virsraksts	% no gala vērtējuma	Vērtējums
1. Pārbaudījums	-	10 balles
Tiek vērtēta studējošā līdzdalība praktiskajās nodarbībās, sniegums starppārbaudījumā, individuālā uzdevuma izpilde seminārā un izstrādāto praktisko darbu rezultāti kolokvijā. Eksāmenā ir dažāda veida daudzizvēļu testa jautājumi un aprēķinu uzdevumi.

Kinemātika, dinamika, svārstības un viļņi, virsmas spraigums, Bernulli v-ms, viskozitāte.

Ievads. Darba drošība fizikas laboratorijās. Matemātikas piemēri un pielietojums medicīniskajā fizikā. Fizikālie mērījumi bioloģijā un medicīnā. Vienkārša fizikālā eksperimenta norises plānošana fizikālo procesu izpētē. Tiešie un netiešie mērījumi. Gadījuma parametri un to statistiskais sadalījums. Funkciju korelācijas. Regresijas analīze. IT pielietojums praktiskajā darbā. Praktiskais darbs: Tiešie un netiešie mērījumi.

Elastības spēks un deformācijas. Huka likums. Mehāniskais spriegums. Cietība, plastiskums, stiepjamība un trauslums. Bioloģisko audu mehāniskās īpašības (piem., kaulu, asinsvadu, zobu un tml.). Cietā ķermeņa rotācijas kustība. Sviras un savienojumi cilvēka balsta un kustības aparātā. Cilvēka ķermeņa līdzsvars un vestibulārais aparāts. Cilvēka mehāniskais darbs un jauda. Ergometrija. Praktiskais darbs: Elastības moduļa noteikšana.

Harmoniskās svārstības. Svārstu veidi: matemātiskais, atsperes, fizikālais. Svārstību raksturlielumi. Sarežģītu svārstību frekvenču spektrs. Uzspiestās svārstības un rezonanse. Periodiskie procesi cilvēka organismā. Praktiskais darbs: Mehāniskās svārstības.

Mehāniskie viļņi. Skaņa un tās fizikālie raksturlielumi. Logaritmiskās skalas. Klīnisko akustisko izmeklēšanas metožu fizikālie pamati. Akustiskie mērījumi un to pielietojums medicīnā. Ultraskaņa un infraskaņa, tās iegūšana, īpašības un izmantošana medicīnā. Hemodinamikas fizikālie jautājumi. Asinsrites modeļi. Asinsrites plūsmas ātruma noteikšana. Sirds darbs un jauda. Mākslīgās asinsrites aparāts. Praktiskie darbi: Audiometrija un ultraskaņa.

Šķidrumu molekulārā uzbūve. Šķidrumu virsmas īpašības. Slapināšana un neslapināšana. Kapilārās parādības. Gāzu embolija. Praktiskais darbs: Šķidrumu virsmas spraiguma koeficienta noteikšana.

Šķidrumu viskozitāte. Normālie un anomālie šķidrumi. Laminārā un turbulentā plūsma. Reinoldsa skaitlis. Šķidruma viskozitātes noteikšanas metodes. Asins viskozitāti ietekmējošie faktori. Praktiskais darbs: Šķidruma viskozitātes koeficienta noteikšana

Asinsspiediens. Spiediens noslēgtā sistēmā. Spiedienu ietekmējošie fizikālie faktori (temperatūra, asinsvadu šķergriezuma diametrs un asins kopējais tilpums ķermenī). Asinsspiediena mērīšanas klīniskās metodes fizikālie pamati. Praktiskais darbs: Asinsspiediena mērīšana

Termodinamika. Termodinamiskie raksturlielumi. Pirmais un otrais termodinamikas likums. Entropija. Siltumapmaiņas procesi cilvēka organismā. Ņūtona atdzišanas likums. Siltuma avoti un to izmantošana medicīniskiem nolūkiem. Praktiskais darbs: Ķermeņa atdzišanas likuma pārbaude.

Bioloģisku objektu audu un orgānu elektriskās aktivitātes izmantošana diagnostikā. Neelektrisku fizikālu lielumu mērīšanas metodes. Signālpārveidotāji. Praktiskais darbs: Termoelektriskie signālpārveidotāji.

Starppārbaudījums. Teorētiska un praktiska zināšanu pārbaude par pirmā semestra saturu.

Kulona likums, elektiskais lauks, kondesators, Oma likums un elektriskās ķēdes, Elektromagnētiskie viļņi, gaismas izplatīšanās likumi, atomu un kodolfizikas elementi.

Elektriskā strāva. Elektrolītu elektrovadītspēja. Jonu raksturlielumi. Bioloģisko audu un šķidrumu elektrovadītspēja līdzstrāvas gadījumā, līdzstrāvas iedarbība uz cilvēka organisma audiem. Līdzstrāvas izmantošana medicīnā. Galvanizācija. Medikamentu elektroforēze. Praktiskais darbs: Elektroforēze. Jonu kustīguma noteikšana.

Magnētiskais lauks, tā raksturlielumi. Zemes magnētiskais lauks, tā nozīme. Vielu magnētiskās īpašības. Cilvēka organisma audu magnētiskās īpašības. Elektromagnētiskais lauks un tā ietekme uz cilvēka organismu. Magnētiskā lauka izmantošana medicīnā. Kodolmagnētiskā rezonanse. Magnētiskās rezonanses tomogrāfija. Praktiskais darbs: Zemes magnētiskā lauka izpēte.

Elektriskais lādiņš un elektriskais lauks. Elektriskais dipols. Elektrokardiogrāfijas fizikālie pamati. Sirds elektriskais potenciāls. Einthovena novadījumu teorija. Vektor-kardiogramma. Bioelektriskā signāla elektrodu darbības princips. Defibrilators. Praktiskais darbs: Elektrokardiogrammas mērīšanas pamatprincipi.

Elektromagnētiskā strarojuma spektrs. Gaismas absorbcija un izkliede. Optiskie atomu spektri. Molekulu spektri. Luminiscences veidi. Fotoluminiscence un hemoluminiscence. Absorbcijas spektrālanalīze. Termiskais starojums. Optiskā starojuma veidošanās. Atomu un molekulu emisijas un absorbcijas spektri. Emisijas spektrālanalīze, tās pielietojumi. Siltumapmaiņas procesi cilvēka organismā. Termogrāfija. Praktiskais darbs: Fotoelektriskā kolorimetrija/Spektrometrija.

Gaismas fotometriskie lielumi. Apgaismojuma likumi. Gaismas ietekme uz cilvēka organismu. Nepieciešama un pietiekama gaismas intensitāte redzes orgāniem. Cilvēka redzes biofizikālie pamati. Praktiskais darbs: Gaismas intensitātes noteikšana.

Staru (ģeometriskā) optika. Gaismas izplatīšanās likumi. Optiskās sistēmas. Cilvēka acs. Optiskās mikroskopijas pamatprincipi. Optiskās šķiedras un to izmantošana medicīnā. Endoskopija. Gaismas polarizācija. Polarizētas gaismas iegūšanas metodes. Vielu optiskā aktivitāte. Bioloģisko audu izpēte polarizētā gaismā. Praktiskais darbs: Gaismas refraktometrija/Gaismas polarimetrija.

Gaismas avotu spontānais un inducētais starojums. Lāzera uzbūve un darbības princips. Gaismas viļņu īpašības – interference un difrakcija. Lāzerstarojuma pielietojumi medicīnā. Fotobioloģiskie procesi. Praktiskais darbs: Lāzerstarojuma raksturlielumu noteikšana.

Jonizējošā starojuma veidi. Rentgenstarojums, tā rašanās. Bremzējošais un raksturīgais rentgenstarojums, to spektri. Rentgenstarojuma mijiedarbība ar vielu. Rentgenstaru izmantošana medicīnā. Datortomogrāfija. Radioaktivitāte. Radioaktīvās sabrukšanas likums. Jonizējošā starojuma iedarbība uz cilvēka organismu. Dozimetrijas ierīces. Radioaktīvo izotopu un neitronu izmantošana medicīnā. Daļiņu paātrinātāji un to izmantošana medicīnā. Praktiskais darbs: Elementārdaļiņu skaitītājs.

Kolokvijs. Zināšanu pārbaude par 2.semestra tēmām.

Seminārs. Medicīnas fizikas jaunākie sasniegumi. Aktuālie atklājumi un tehnoloģijas medicīnas fizikā.