Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy fizyki medycznej
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFM-1-405-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Medyczna
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Matusiak Katarzyna (Katarzyna.Matusiak@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Matusiak Katarzyna (Katarzyna.Matusiak@fis.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

W trakcie realizacji modułu student będzie miał możliwość zdobycia wiedzy dotyczącej teoretycznych i praktycznych aspektów pracy fizyka medycznego.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student posiada wiedzę o podstawowych wielkościach fizycznych i metodach ich pomiaru, służących do opisu procesów biomedycznych. FM1A_W02 Projekt,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student ma wiedzę z zakresu nowoczesnych metod diagnostycznych i terapeutycznych stosowanych w wybranych jednostkach chorobowych. FM1A_W02, FM1A_W10, FM1A_W04, FM1A_W09, FM1A_W06, FM1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Projekt
M_W003 Student posiada wiedzę o podstawowych wielkościach fizycznych i metodach ich pomiaru, służących do opisu procesów biomedycznych FM1A_W02, FM1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Projekt
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeanalizować sposób działania, ocenić i przedstawić swoje stanowisko w zakresie rozwiązań technicznych stosowanych w wybranych aparatach i urządzeniach medycznych. FM1A_U04, FM1A_U07, FM1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Projekt
M_U002 Student potrafi posługiwać się metodami doświadczalnymi do rozwiązywania zagadnień z zakresu fizyki medycznej. FM1A_U09, FM1A_U05 Aktywność na zajęciach,
Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi w sposób konstruktywny współpracować w zespole opracowującym projekt modelu procesu biomedycznego FM1A_K01, FM1A_K02 Projekt,
Udział w dyskusji
M_K002 Student angażuje się w rozwiązywanie prostych zagadnień z zakresu fizyki medycznej np. opracowanie modelu kardiostymulatora lub automatycznego defibrylatora zewnętrznego. FM1A_K02, FM1A_K03 Aktywność na zajęciach,
Projekt
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student posiada wiedzę o podstawowych wielkościach fizycznych i metodach ich pomiaru, służących do opisu procesów biomedycznych. - - - - - - - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę z zakresu nowoczesnych metod diagnostycznych i terapeutycznych stosowanych w wybranych jednostkach chorobowych. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę o podstawowych wielkościach fizycznych i metodach ich pomiaru, służących do opisu procesów biomedycznych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeanalizować sposób działania, ocenić i przedstawić swoje stanowisko w zakresie rozwiązań technicznych stosowanych w wybranych aparatach i urządzeniach medycznych. + - - + - - - - - - -
M_U002 Student potrafi posługiwać się metodami doświadczalnymi do rozwiązywania zagadnień z zakresu fizyki medycznej. + - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi w sposób konstruktywny współpracować w zespole opracowującym projekt modelu procesu biomedycznego - - - + - - - - - - -
M_K002 Student angażuje się w rozwiązywanie prostych zagadnień z zakresu fizyki medycznej np. opracowanie modelu kardiostymulatora lub automatycznego defibrylatora zewnętrznego. + - - + - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1) Wprowadzenie.
Fizyk medyczny jako zawód. Regulacje prawne. Aspekty praktyczne. Promieniowanie jonizujące i niejonizujące. Naturalne i sztuczne źródła promieniotwórcze wykorzystywane w medycynie. Oddziaływanie promieniowania z materią. Wpływ promieniowania na organizmy żywe. Dozymetria.

2) Tomografia transmisyjna
Podstawy fizyczne. Rodzaje tomografów. Zastosowania (diagnostyka i terapia). Wybrane testy kontroli jakości. Bezpieczeństwo pacjenta i personelu podczas badań

3) Tomografia emisyjna
Podstawy fizyczne. Rodzaje tomografów. Zastosowania (diagnostyka i terapia). Wybrane testy kontroli jakości. Bezpieczeństwo pacjenta i personelu podczas badań

4) Radioterapia
Podstawy fizyczne. Techniki radioterapeutyczne. Planowanie leczenia. Testy kontroli jakości. Bezpieczeństwo pacjenta i personelu podczas badań

5) Tomografia rezonansu magnetycznego
Podstawy fizyczne. Rodzaje tomografów. Zastosowania (diagnostyka i terapia). Wybrane testy kontroli jakości. Bezpieczeństwo pacjenta i personelu podczas badań

6) Ultrasonografia
Podstawy fizyczne. Zasada działania.Wybrane testy kontroli jakości.

7) Promieniowanie optyczne
Lasery. Endoskopia. Terapia fotodynamiczna. Termografia. Bezpieczeństwo pacjenta i personelu podczas badań.Kontrola jakości

8) Aparaty hybrydowe
Najnowsze rozwiązania. Kontrola jakości

9) Sygnały biomedyczne i sposoby ich wykorzystania.
EKG, EEG

10) Wybrane urządzenia medyczne
AED, Kardiostymulator, Respirator, Dializator

11) Nanotechnologia w diagnostyce i terapii

Ćwiczenia projektowe:

Głównym celem tej części modułu jest opracowanie i przedstawienie (prezentacja + dokumentacja techniczna) własnego rozwiązania problemu dotyczącego wybranego tematu z zakresu podstaw fizyki medycznej.

Realizacja zajęć:
1. Projekt – „nowa” forma. (2 godz.)
- Przedstawienie listy tematów oraz ich omówienie.
- Formy opracowania tematu (np. model matematyczny, model przestrzenny)
- Prezentacja oraz dokumentacja techniczna.
- Przykłady opracowania zagadnień.
- Wybór tematów.

Efekt kształcenia:
- student potrafi wybrać zagadnienie,
- student potrafi wybrać osoby do realizacji zadanego tematu,
- student potrafi dokonać wstępnej analizy sposobu opracowania zagadnienia.

2. Przykłady rozwiązywania problemów związanych z tematyką realizowanych projektów. (2 godz.)

Efekt kształcenia:
- student potrafi wykorzystać przykłady mechanicznych układów biologicznych do prezentacji rozwiązywanego zadania projektowego,
- student potrafi wykorzystać wiadomości z fizjologii i anatomii do realizacji zadania projektowego,
-student potrafi wykorzystać wiadomości do opisu elektrycznej stymulacji serca (zasada działania rozrusznika).

3. Prezentacje własnych rozwiązań (4 godz.)

Efekty kształcenia:
- student potrafi współpracować w grupie podczas opracowywania wybranego tematu,
- student potrafi przygotować prezentacje dotyczącą wybranego tematu,
- student potrafi przygotować dokumentację techniczną.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 56 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w wykładach 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
Udział w ćwiczeniach projektowych 8 godz
Wykonanie projektu 8 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena z ćwiczeń projektowych obliczana jest jako średnia arytmetyczna z następujących ocen: ocena z prezentacji, ocena z dokumentacji technicznej oraz ocena z aktywności.

Oceny z ćwiczeń projektowych (P) i kolokwium (K) zaliczeniowego wykładu obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona pozytywnych ocen z kolokwium zaliczeniowego (K) i ćwiczeń projektowych (P) według wzoru:
OK = 0.6 x K + 0.4 x P

Wymagania wstępne i dodatkowe:

- Podstawowe wiadomości z anatomii i fizjologii człowieka
- Podstawowe wiadomości z fizyki

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

· Pawlicki G., Podstawy inżynierii medycznej. Warszawa, Oficyna Wydawnicza PW, 1997

·Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000 / pod red. Macieja Nałęcza ; t. 9 : Pawlicki G., Pałko T., Golnik N., Gwiazdowska B., Królicki L. (red. Tomu), Fizyka medyczna. Polska Akademia Nauk. — Warszawa : Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2002.

· Russell J., Hobbie K., Intermediate Physics for Medicine and Biology. 3rd Edition, New York, Springer Verlag, 1997.

· Benedek G.B., Villars F.M.H., Physics with Illustrative Examples From Medicine and Biology, Mechanics. 2nd Edition, New York, Springer Verlag, 2000.

· Benedek G.B., Villars F.M.H., Physics with Illustrative Examples From Medicine and Biology, Electricity and Magnetism. 2nd Edition, New York, Springer Verlag, 2000.

· Benedek G.B., Villars F.M.H., Physics with Illustrative Examples From Medicine and Biology, Statistical Physics. 2nd Edition, New York, Springer Verlag, 2000.

Literatura uzupełniająca:

· Kate S.A., Introduction to Physics In Modern Medicine. London, Taylor&Francis, 2003.

· Herman I.P., Physics of the Human Body. Berlin Heidelberg, Springer Verlag, 2007.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. K.Matusiak, A.Patora, A.Jung: “Comparison of MCP-Ns and MCP-N detectors usefulness for beta rays detection” Radiation Measurements 102 (2017) 10-15
2. K.Matusiak, A.Patora, A.Jung: ”The influence of pre- and post-irradiation annealing on LiF:Mg,Cu,P stability” Radiation Protection Dosimetry Radiation Protection Dosimetry (2016), Vol. 171, No. 3, pp. 346–350
3. K.Matusiak, J. Kosek: “Dedicated computer software to radiation dose optimization for the staff performing nuclear medicine procedures” NUKLEONIKA (2012) vol. 57 no. 4 pp.497-502
4. K. Matusiak, M. Wasilewska-Radwańska, A.Stepień:„Dynamic Heart Phantom for the Quality Control of SPECT Equipment” European Journal of Medical Physics 24 (2008). Vol. 24, Issue 2, pp. 112-116

Informacje dodatkowe:

Sposób wyrównywania zaległości związanych z nieobecnością studenta na zajęciach projektowych.
Nieobecność na jednych zajęciach wymaga od studenta przedłożenia prowadzącemu stosownego usprawiedliwienia oraz samodzielnego opanowania omawianego w tym dniu materiału.
Student, który bez usprawiedliwienia opuścił ćwiczenia projektowe, może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości, a tym samym nie uzyskać zaliczenia.
Uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń projektowych jest warunkiem koniecznym warunkującym możliwość przystąpienia do kolokwium zaliczeniowego.