ZAKRES ZAGADNIEŃ OBOWIĄZUJĄCYCH DO EGZAMINU Z
Transkrypt
ZAKRES ZAGADNIEŃ OBOWIĄZUJĄCYCH DO EGZAMINU Z
ZAKRES ZAGADNIEŃ OBOWIĄZUJĄCYCH DO EGZAMINU Z FIZYKI MEDYCZNEJ w roku akademickim 2014/15 PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE 1. Naturalne i sztuczne źródła promieniowania jonizującego – przykłady, występowanie 2. Źródła promieniowania jonizującego w Polsce, wpływ radonu na organizm 3. Rodzaje promieniowania i oddziaływanie z materią 4. Osłabienie strumienia fotonów 5. Wtórne promieniowanie rozproszone 6. Podstawowe zasady ochrony radiologicznej (definicje dawki pochłoniętej, równowaŜnej, skutecznej, obciąŜającej, wielkości robocze, dawki graniczne, osłony) 7. Biologiczny wpływ promieniowania jonizującego na organizm ludzki 8. Krzywa przeŜywalności, względna skuteczność biologiczna 9. Skutki działania promieniowania jonizującego na organizm ludzki (stochastyczne, deterministyczne) 10. Dozymetry indywidualne (TLD, detektory filmowe, półprzewodnikowe, alaninowe) 11. Detektory w środowisku pracy (komora jonizacyjna, licznik Geigera-Muellera, detektory scyntylacyjne) RADIOTERAPIA 1. Metody radioterapii 2. Brachyterapia (na czym polega, przykład źródeł), terapia radioizotopowa (na czym polega, efektywny czas usuwania radiofarmaceutyku) 3. Źródła promieniowania stosowane w teleradioterapii i ich ogólna charakterystyka 4. Budowa akceleratora, kształtowanie wiązki (fotony i elektrony) 5. Kolimatory (standardowy, MLC) 6. Podstawowe parametry wiązki (pole, izocentrum) 7. Prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia nowotworu i wystąpienia powikłań w tkankach prawidłowych 8. Odczyny popromienne wczesne i późne 9. Procedury radioterapii, dawka terapeutyczna 10. Skala jednostek Hounsfielda, konturowanie struktur anatomicznych 11. Symulator konwencjonalny i symulacja wirtualna 12. Unieruchomienie pacjenta 13. Obliczenia rozkładu dawki - metoda Monte Carlo (MC) 14. Źródła niepewności dawki 15. Metody modyfikacji rozkładu dawki (wagowanie dawki, osłony, kolimatory, filtry klinowe 16. Dozymetria kalibracyjna (komora jonizacyjna typu „Farmer”, porównania rozkładów izodoz promieniowania fotonowego o róŜnych energiach, głębokość maksymalnej mocy dawki dla róŜnych energii promieniowania), fantomy 17. Dozymetria względna (detektory półprzewodnikowe, TLD, system EPID) 18. Image-Guided Radiation Therapy – IGRT, na czym polega, zalety i ograniczenia 19. Intensity-Modulated Radiation Therapy – IMRT, na czym polega, zalety i ograniczenia 20. Rozwiązania stosowane, Ŝeby ograniczyć wpływ procesu oddychania na efekty radioterapii 21. Cyberknife, na czym polega, zalety i ograniczenia 22. Tomoterapia, na czym polega, zalety i ograniczenia, porównanie do leczenia konwencjonalnego, budowa kolimatora 23. Gamma knife, na czym polega, zalety i ograniczenia 24. BNCT – na czym polega 25. Terapia protonowa i terapia cięŜkimi jonami (formowanie, modulacja wiązki; wady i zalety) 26. Radioterapia śródoperacyjna, napromienianie całego ciała 27. Problemy związane z analizą statystyczną w radioterapii, nomogramy 28. Planowanie odwrotne 29. PET/MRI w radioterapii 30. Mikroskopia sił atomowych w diagnostyce nowotworów (np. sonocytologia) 31. Przykłady wykorzystania nanotechnologii w leczeniu nowotworów 32. Wypadki w radioterapii ULTRASONOGRAFIA 1. Charakterystyka ultradźwięków 2. Opis rozchodzenia się ultradźwięków 3. Impedancja akustyczna, prędkość fali ultradźwiękowej, natęŜenie fali ultradźwiękowej 4. Wielkości kinematyczne i energetyczne pola ultradźwiękowego 5. Oddziaływanie ultradźwięków z tkankami (odbicie i załamanie, tłumienie, absorpcja) 6. Metoda echa 7. Zjawisko piezoelektryczne, odkształcenie płytki 8. Pole ultradźwiękowe (dalekie i bliskie) 9. Efekty oddziaływania ultradźwięków (mechaniczny, termiczny, chemiczny) 10. Budowa aparatu USG, głowice 11. Tryby obrazowania 12. Podstawowe parametry obrazu USG, ze szczególnym uwzględnieniem rozdzielczości 13. Obrazy 2D i 3D, zalety i wady 14. Litotrypsja 15. Echokardiografia dopplerowska, metody cwDoppler i pwDoppler 16. Dozymetria, pomiar z wykorzystaniem kalorymetru 17. Fantomy 18. Środki ochrony PROMIENIOWANIE OPTYCZNE 1. Widmo promieniowania optycznego 2. Źródła promieniowania optycznego 3. Wpływ biologiczny promieniowania optycznego 4. Ochrona przed promieniowaniem optycznym (skuteczna luminancja energetyczna, napromienienie skuteczne, natęŜenie napromienienia, skuteczność widmowa, czas ekspozycji) 5. Luminancja energetyczna a gęstość spektralna energii 6. Detektory promieniowania optycznego 7. Oddziaływanie promieniowania optycznego z materią 8. Prawo Lamberta-Beera 9. Odbicie dyfuzyjne, funkcja Kubelki-Munka 10. Adsorbery tkankowe, głębokość penetracji 11. Modelowanie transportu fotonów w tkance 12. Idea diagnostyki i terapii fotodynamicznej, porównanie 13. Dawka fotodynamiczna i wielkości dozymetryczne 14. Ocena ilościowa terapii fotodynamicznej LASERY 1. Cechy światła laserowego (monochromatyczność, równoległość, spójność, moc, polaryzacja) 2. Emisja wymuszona, prawo Boltzmanna, rozkład antyboltzmannowski 3. Pompowanie optyczne 4. Rezonator 5. Budowa i zasada działania lasera 6. Rodzaje laserów (rubinowy, neodymowy, helowo-neonowy, jonowy, molekularny, barwnikowy, ekscymerowy, półprzewodnikowy) 7. Absorbcja światła przez róŜne składniki tkanek 8. Porównanie pracy impulsowej i ciągłej 9. Fotokoagulacja, fotowaporyzacja 10. Zastosowania laserów w medycynie ŚWIATŁOWODY i ENDOSKOPIA 1. Budowa światłowodów, propagacja fali świetlnej, apertura numeryczna, kąt akceptacji 2. Mody światłowodu 3. Światłowody jedno- i wielomodowe (skokowe, gradientowe) 4. Dyspersja modowa i chromatyczna (materiałowa, falowodowa) 5. Tłumienność, straty falowodowe, przekaz obrazu 6. Aparatura endoskopowa (źródło światła, tor wizyjny, optyka etc.) 7. Endoskopia kapsułkowa, zasada działania, porównanie CMOS a CCD, ograniczenia, zalety, plany rozwojowe TOMOGRAFIA OPTYCZNA 1. Budowa i zasada działania 2. Tomograf optyczny spektralny (OFDI i SOCT) i czasowy 3. Interferometr Michelsona, FWHM 4. Analiza szumów 5. Analiza sygnału OCT 6. MoŜliwości obrazowania – wybrane przykłady 7. Metoda kombinowana OCT-mikroskop optyczny 8. Zastosowania OCT TERMOGRAFIA 1. Promieniowanie termiczne 2. Metoda kontaktowa i bezkontaktowa 3. „Okna przepuszczalności” 4. Przepływ ciepła w strukturach warstwowych, szanse na termografię 3D 5. Detektory promieniowania termicznego (termiczne, fotonowe), czułość widmowa detektorów 6. Schemat blokowy termografu, natęŜenie promieniowania 7. Parametry detektorów (wykrywalność widmowa, wykrywalność temperaturowa, minimalna wykrywalna róŜnica temperatury) 8. Termografia statyczna i dynamiczna 9. Techniki badań dynamicznych, wymienić 10. Zalety i zastosowania termografii NMR 1. Podstawowe parametry fizyczne (moment magnetyczny jądra i atomu) 2. Warunek rezonansu, częstość Larmora, współczynnik giromagnetyczny 3. Otrzymywanie sygnału magnetycznego rezonansu jądrowego 4. Czasy relaksacji 5. Powstawanie impulsu, FID 6. Idea tomografii 7. Budowa aparatu NMR, rodzaje magnesów, rodzaje cewek 8. Zaszumienie obrazu 9. Metody MR (anatomiczny, funkcjonalny, dyfuzyjny, traktografia, angiografia) 10. Spektroskopia MR 11. Techniki TK/NMR, MEG/fNMR 12. Przeciwwskazania 13. Fantomy 14. Systemy oparte o magnesy stałe 15. Rozwój technologii, NMR w kosmosie 16. Bezpieczeństwo pracy FIZYKA UKŁADU KOSTNEGO 1. Siły działające na kręgosłup (nacisk na poszczególne kręgi, współczynnik przekroju powierzchniowego kręgu, siła konieczna do uszkodzenia dysku) 2. Własności mechaniczne kości (moduł Younga) 3. Połączenia kości (tarcie) 4. Fizyczne metody pomiaru składu mineralnego kości (in vivo) MIĘŚNIE, DYNAMIKA RUCHU 1. Porównanie kurczliwości mięsni gładkich i szkieletowych 2. ZaleŜność szybkości skurczu mięśnia od napięcia, wytrzymałość mięśni w zaleŜności od zawartości hemoglobiny. Siła czynna i bierna 3. Metody pomiaru i oceny siły mięśniowej 4. Przykłady dźwigni w organizmie ludzkim METABOLIZM: ENERGIA, CIEPŁO, PRAC I MOC CIAŁA 1. BMR – basal metabolic rate, pomiar i skalowanie BMR 2. Straty ciepła (wypromieniowanie, konwekcja, parowanie, przewodzenie) 3. Modele matematyczne w fizjologii 4. Testy oddechowe ---------------- dodatkowo ----------------- UKŁAD KRĄśENIA 1. Prawo Laplace’a dla naczyń krwionośnych 2. Oporność, podatność i intertancja przepływu. Lepkość a przepływy krwi 3. Opór naczyniowy 4. Praca serca 5. Wpływ wysiłku na przepływy w róŜnych organach 6. Metody pomiaru pojemności minutowej serca UKŁAD ODDECHOWY 1. Podatność i oporność płuc. 2. Modele układu oddechowego (mechaniczny, objętościowo-ciśnieniowy, elektryczny) 3. Dynamiczny model układu oddechowego 4. Praca wykonywana podczas oddychania 5. Testy składu wydychanego powietrza i ich zastosowania Powodzenia na egzaminie ☺! Literatura 1. 2. I.P. Herman, Physics of the Human Body, Springer, Berlin Heidelberg 2007 Red. B. Pruszyński, Diagnostyka obrazowa. Podstawy teoretyczne metodyka badań. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2000 3. Biocybernetyka i InŜynieria Biomedyczna 2000 pod red. M. Nałęcza, tom 8 Obrazowanie medyczne, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, Warszawa 2003 4. Biocybernetyka i InŜynieria Biomedyczna 2000 pod red. M. Nałęcza, tom 8 Fizyka medyczna, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, Warszawa 2002 5. red. A. Hrynkiewicz, E. Rokita, Fizyczne metody diagnostyki medycznej i terapii, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000 6. W. Allison, Fundamental Physics for Probing and Imaging, Oxford University Press, New York 2006 7. T. Buzug (ed.) Advances in Medical Engineering, Springer Berlin Heidelberg 2007 8. A. Williams, Ultrasound: Biological Effects and Potential Hazards, Academic Press, London 1983 9. B.H. Brown et al, Medical Physics and Biomedical Engineering, Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia 1999 10. K.K. Jain, The Handbook of Nanomedicine, Humana Press, New York, 2008 11. red. H.S.Nalwa, T. Webster, Cancer Nanotechnology, American Scientific Publishers, 2007 12. red. W.M. Bulte, M.M.J. Modo, Nanoparticles in Biomedical Imaging, Springer, New York 2008