Bez názvu2
Přednášky z lékařské biofyziky
Biofyzikální ústav Lékařské fakulty
Masarykovy univerzity, Brno
low sisyf_anim 13A resist

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
2
Lékařské přístroje: Úvod
Přednášky z lékařské biofyziky
Biofyzikální ústav Lékařské fakulty
Masarykovy univerzity, Brno

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
3
Lékařská biofyzika
ØV lékařské biofyzice se zabýváme fyzikálními principy biomedicínských metod a přístrojů a jejich
interakcemi s lidským tělem, které je činí užitečnými ve zdravotní péči, včetně otázek bezpečnosti
pacientů i uživatelů a kvality zdravotní péče.
ØPopis fyzikálních procesů probíhajících v živém organismu a účinků fyzikálních faktorů na živé
organismy považujeme za důležité východisko.

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
4
Vazby
ØPřírodní vědy (fyzika, chemie a biochemie, biologie)
ØMorfologické obory
ØFyziologie a patologická fyziologie
ØKlinické obory (téměř všechny!)

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
5
Doporučená učebnice
Tato učebnice a všechny presentace přednášek poskytují informaci nutnou pro úspěch u zkoušky!!!
Photo0516

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
6
Jak studovat?
•Studium lékařské biofyziky nepředstavuje problém z hlediska rozsahu požadovaných znalostí.
Problémem může být pochopení fyzikálních principů a jejich aplikace. Memorování bez pochopení
podstaty je nedostatečné pro úspěch u zkoušky (nemá ani valný smysl z hlediska budoucí profese).
sisyf_anim

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
7
Lékařské přístroje: Úvod

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
8
Co to je lékařský přístroj?
•“Jakýkoliv nástroj, přístroj, spotřebič, materiál nebo jiný předmět, používaný samostatně nebo v
kombinaci s jiným, včetně softwaru potřebného pro vlastní aplikaci, zamýšlený výrobcem pro použití
na lidských bytostech za účelem:
–Diagnózy, prevence, monitorování, léčby nebo ulehčení nemoci,
–Diagnózy, monitorování, léčby nebo ulehčení či kompenzaci při zraněních nebo tělesném postižení,
–Zkoumání, nahrazování nebo modifikování částí těla či fyziologických procesů,
–Kontroly početí
• a který nedosahuje svého základního zamýšleného účinku na lidský organismus farmakologicky,
imunologicky nebo metabolicky, který však takto může být podpořen ve své funkci.” (Směrnice EU o
lékařských přístrojích, článek 1(2a))

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
9
Směrnice EU týkající se lékařských přístrojů
ØThe Medical Devices Directive (MDD) (93/42/EEC,  OJ L169 p0001-0043): from bandages, tongue
depressors, thermometers  to contact lenses, stethoscopes, splints, first-aid kits, breathalysers,
heart valves and imaging equipment
ØThe In-Vitro Diagnostic Medical Devices Directive (IVDD) (98/79/EC OJ L331 p0001-0037): reagents,
control standards, test-kits, equipment … intended for the in-vitro examination of human specimens
e.g. blood grouping reagents, pregnancy test kits, Hepatitis B test kits
ØThe Active Implantable Medical Devices Directive (AIMDD) (90/385/EEC OJ L189 p0017-0036): active
(i.e. include an energy source) implants or partial implants e.g. heart pacemakers
ØVětšina zemí inkorporovala tyto směrnice do své národní legislativy.

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
10
Aktivity v oblasti zdravotní péče
ØPrevence
ØDiagnóza
ØLéčba
ØRehabilitace
ØPaliativní péče (jestliže léčba není možná)

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
11
Lékařské zobrazovací přístroje (in vivo diagnostika)
ØProjekční rtg přístroje
ØVýpočetní tomografie (CT)
ØUltrazvukové zobrazení včetně dopplerovského
ØMagnetická rezonance (MRI)
ØRadionuklidové zobrazení (nukleární medicína)
Øtermografie
Øatd.
ultrasound ultrasound

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
12
•Teoretické pozadí:
•
•Ionizující záření (vznik, měření, interakce s látkou), vlastnosti atomového obalu a jádra,
základní pojmy akustiky, spektrum elektromagnetického záření….
Lékařské zobrazovací přístroje (in vivo diagnostika)

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
13
Lékařské laboratorní přístroje (in vitro diagnostika)
ØSeparační technika, centrifugy atd.
ØElektroforéza, kapilární elektroforéza
ØpH-metry, iontově selektivní elektrody
ØPočítače částic a buněk
ØSpektrofotometry
ØFlow-cytometrie
ØMikroskopie
ØVysokotlaká kapalinová chromatografie
ØPřístroje pro klinickou biochemii, hematologii, imunologii
ØScintilační počítače
ØPřístroje pro genetickou analýzu
Ø……
Cover3

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
14
•Teoretické pozadí:
•
•Struktura biopolymerů, vlastnosti vody a elektrolytů, elektrické vlastnosti živé hmoty, galvanický
článek, sedimentace částic, dozimetrie, absorpce světla…
Lékařské laboratorní přístroje (in vitro diagnostika)

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
15
Přístroje pro sledování fyziologických projevů organismu (in vivo diagnostika)
ØPřístroje pro měření fyzikálních a chemických veličin in vivo
•teploměry
•Měření parametrů kardiovaskulárního systému: monitory krevního tlaku, průtokoměry, dopplerovské
ultrazvukové systémy
•Přístroje pro elektrofyziologická měření: EKG, EEG, EMG
•Audiologické a oftalmologické přístroje
•Měření parametrů respiračního systému: spirometry, pulzní oximetry, impedanční pneumografy
•Endoskopy

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
16
Přístroje pro sledování fyziologických projevů organismu (in vivo diagnostika)
•Teoretické pozadí
•
•Úvod do termodynamiky, základní zákony hydrodynamiky, vznik bioelektrických potenciálů, vlastnosti
zvuku a světla, ucho a sluch, oko a zrak, mechanické vlastnosti živé hmoty…

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
17
spirometer [USEMAP]
EKG
[USEMAP]
Tonometr pro měření tlaku krve
Obrazovka víceúčelového klinického monitoru

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
18
Intenzivní péče v pediatrii
paed inten care unit

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
19
Endoskopy
schlinge

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
20
POC (Point of Care) přístroje
ØSplňují požadavky klinických lékařů na rychlý přístup k informacím podporujícím rozhodování v péči
o pacienty v kritickém stavu
ØPokroky v mikroelektronice a výrobě biosenzorů umožňují použití miniaturizované techniky přímo u
lůžka pacienta.
ØPříklady:
–Provádění krevních testů u lůžka pacienta místo v centrální laboratoři
–Přenosné (hand-held) ultrazvukové zobrazovací přístroje

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
21
Přístroje pro radioterapii
ØZdroje rentgenového záření a elektronových svazků (urychlovače, s možností měnit plynule tvar,
směr a intenzitu svazku záření)
ØRadioizotopové zdroje záření gama, např. s využitím Co-60
ØSystémy pro plánování radioterapie
ØSimulátory
ØPřístroje pro brachyterapii
ØDosimetry
Lineární urychlovač
Leksellův gama-nůž

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
22
Přístroje pro radioterapii
•Teoretické pozadí
•
•Ionizující záření (vznik, měření, interakce s látkou), vlastnosti atomového jádra, radioaktivita,
biologické účinky ionizujícího záření, dozimetrie...

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
23
Přístroje pro fyzikální terapii
ØElektroterapie
ØUV a IR terapie
ØKrátkovlnná diatermie
ØUltrazvuková terapie
ØLaserová terapie…
Myostimulátor
Laserová terapeutická jednotka
Ultrazvuková terapeutická jednotka
Krátkovlnná diatermie

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
24
Přístroje pro fyzikální terapii
•Teoretické pozadí
•
•Biologické interakce ultrazvuku, elektromagnetických polí, elektrického proudu, infračerveného,
viditelného a ultrafialového záření….

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
25
Přístroje používané na operačních sálech, litotriptory
[USEMAP]
Operační lampy
anestézie
elektrokauter
kryokauter

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
26
Přístroje používané na operačních sálech, litotriptory
•Teoretické pozadí
•
•Biologické interakce ultrazvuku, elektromagnetických polí, elektrického proudu, infračerveného,
viditelného a ultrafialového záření, princip laseru, působení nízkých teplot na živou hmotu,
akustické rázové vlny…

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
27
neuro surgery
Přístroje používané na operačních sálech

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
28
intensive unit
Přístroje používané na operačních sálech

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
29
Přístroje pro náhradu a podporu orgánů - implantáty
robot6-sm cortical-screw-4 prosthetics dr2 multiple-posterior-graphic
Robotické zařízení pro implantaci kolenní endoprotézy

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
30
Přístroje pro náhradu a podporu orgánů – „umělé orgány“
artificial-heart-abiocor-hand FullVent-small 6 Retinal Implant ear implant diagram
Umělé srdce
Kochleární implantát
Sítnicový implantát
Plicní ventilátor
Mimotělní oběh

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
31
Jednorázová zařízení a pomůcky
Suction Catheter
Odsávací katétr
Umbilical Cord Clamp, Sterile - Regular
Pupečníková svorka
I.V. Cannulae - Size: 22G - Blue
I.V. kanyla

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
32
Přístroje pro samovyšetření pacientů (‘domácí přístroje’)
Ø‚přístroje pro samovyšetření` jsou jakékoliv přístroje určené výrobcem k laickému použití v
domácím prostředí
ØTeploměry, tlakoměry atd.
ØVyšetřovací soupravy používané v těhotenství a pacienty trpícími cukrovkou (stanovení hladiny
glukózy v krvi)
Glukometr

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
33
Přístroje pro vyhodnocování ukazatelů výkonnosti přístrojů
•I takováto zařízení považujeme za lékařské přístroje
low
Testování rozlišení kontrastu u rtg přístroje

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
34
Co je účelem tohoto předmětu?
ØUvědomit si, že by lékařský přístroj měl být používán efektivně a bezpečně (snížit pacientské,
pracovní i jiné riziko na minimum)
ØPoužívat lékařské přístroje profesionálním a vědeckým způsobem
ØPoznat užitnou hodnotu lékařských přístrojů v klinických oblastech a ve výzkumu
ØMít základní představu o používání některých přístrojů v jiných profesích

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
35
Některé kompetence uživatelů lékařských přístrojů
Co by měl umět lékař, který přístroj používá
ØSpecifikovat diagnostické, terapeutické aj. přínosy používání daného přístroje
ØVysvětlit fyzikální principy, které jsou základem činnosti přístroje a protokolu pro práci s tímto
přístrojem
ØPopsat hlavní části komerčně dostupných přístrojů, včetně uživatelského nastavení a ovládání
ØIdentifikovat možná zdravotní rizika (např. mechanická, elektrická, radiační aj.) pro pacienta,
sebe i spolupracovníky
ØPopsat měřitelné objektivní ukazatele výkonnosti přístroje, které mají přímý vztah k efektivními
využívání přístroje nebo bezpečnosti

Bez názvu2
Carmel J Caruana Medical Physics IHC Univ of Malta
‹#›
36
Pokračování
ØBýt schopen pracovat s přístrojem tak, aby byla zajištěna požadovaná úroveň efektivity a byla
minimalizována rizika pro pacienty i zdravotnický personál
ØVysvětlit omezení při používání přístroje a kontraindikace jeho použití
ØZnát dopad chybného fungování přístroje a chybného protokolu na efektivitu jeho používání i z toho
plynoucí rizika
ØRozpoznat aktuální vadnou funkci přístroje a vědět, jak se s ní vypořádat
ØMít dovednosti v oblasti preventivní údržby a kontroly kvality včetně kalibrace na uživatelské
úrovni
ØVědět, že přístroj by měl být zkontrolován před použitím a po práce zanechán ve stavu potřebném
pro další práci s ním
ØDodržovat mezinárodní, evropskou, národní a místní legislativu či omezení při práci s daným
přístrojem

Bez názvu2
Grafika:
Lucie Mornsteinová
sisyf_anim
Poslední revize: Červen 2009
Autoři:
Carmel J. Caruana, Vojtěch Mornstein