Zbornik Abstraktov - XXXIX. Dni Lekárskej Biofyzika - XXXIX-DLB

Transkript

Zbornik Abstraktov - XXXIX. Dni Lekárskej Biofyzika - XXXIX-DLB

Lekárska fakulta Univerzity Komenského v Bratislave
Ústav lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky
a telemedicíny LF UK v Bratislave
XXXIX. DNI LEKÁRSKEJ BIOFYZIKY
ZBORNÍK ABSTRAKTOV
ISBN 978-80-223-4105-9
Univerzita
Komenského
v Bratislave
Z BORNÍK A BSTRAKTOV
XXXIX . D NI L E K Á RS KE J B I O FY ZI KY
Zborník abstraktov
XXXIX. Dni lekárskej biofyziky
30. mája – 1. júna 2016,hotel Signál, Piešťany
Medzinárodná vedecká konferencia a prezentácia vedeckovýskumnej a pedagogickej
činnosti jej organizátora Ústavu lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny LF UK
v Bratislave tvorí súčasť riešenia GP KEGA MŠVVaŠ SR č. 003UK-4/2016.
© Editori: RNDr. Eva Kráľová, PhD.,
PhDr. Michal Trnka, PhD.
© Logo, digitalizácia a technická spolupráca: PhDr. Michal Trnka, PhD.
Vydala Univerzita Komenského v Bratislave vo Vydavateľstve UK, 2016.
© Všetky práva vyhradené.
Žiadnu časť tohto diela nemožno reprodukovať, uskladniť, obnovovať alebo prenášať
elektronicky, mechanicky, fotograficky alebo iným spôsobom reprodukovať, príp.
rozmnožovať bez predchádzajúceho písomného súhlasu autorov a vydavateľa.
Za odbornú a jazykovú stránku tohto zborníka zodpovedajú autori jednotlivých abstraktov.
Rukopis slovenských, českých a anglických príspevkov neprešiel redakčnou ani jazykovou
úpravou.
ISBN 978-80-223-4105-9
OBSAH
Predslov ............................................................................................................................................ 7
Medzinárodné vedecké konferencie ”Dni lekárskej biofyziky”. Aktivity ústavov
lekárskej fyziky a biofyziky pri ich usporiadaní ............................................................................ 9
E. Ferencová, E. Kráľová
Proteomická analýza ľudských slín technikou MALDI-TOF-TOF ...............................................12
M. Alexovič, G. Laputková, M. Bencková, A. Verba, J. Sabo
Funkcionalizovaná nanovlákna v regenerativní medicíně ..........................................................13
E. Amler, M. Plencner, M. Buzgo, E. Filová, M. Rampichová, M. Kralovič, I. Pokorný
Inovácia praktických cvičení z biofyziky – prvé skúsenosti s elektronickými protokolmi ...... 14
Z. Balázsiová, M. Kopáni
Poznajú študenti spôsoby ochrany pred negatívnymi vplyvmi IKT zariadení? ........................15
Z. Balázsiová
Měření biosignálů člověka školním měřícím systémem ............................................................. 16
B. Balek, F. Lustig
Label-free time-lapse quantitative phase imaging: nástroj pro charakterizaci
buněčných procesů ........................................................................................................................17
J. Balvan, A. Křížová, M. Raudenská, J. Gumulec, M. Masařík
Analýza proteómu moča ................................................................................................................ 18
M. Bencková, M. Alexovič, P. Bober, J. Sabo
Bypass revascularisation of lower limbs – a thermographic study .......................................... 19
V. Bernard, E. Staffa, L. Kubíček, V. Žižlavský, V. Mornstein, J. Valkovičová
Log-normální transformace cytokinů a problémy s tím spojené ............................................... 20
Běláček, J.
Proteomická analýza účinku doxorubicínu a vitamínu C na MCF-7 bunkovej línii
adenokarcinómu prsníka ............................................................................................................... 21
P. Bober, M. Alexovič, Z. Tomková, I. Talian, J. Sabo
Temperační jádro se zvýšenou účinností .................................................................................... 22
L. Bolek, J.Dejmek
Využitie novorodeneckého simulátora vo výučbe neonatológie ............................................... 23
I. Brucknerová, K. Matlahová, L. Pakosová, P. Vitovič
Our experience with experimental and clinical ALA-based PDT ............................................... 24
B. Čunderlíková, A. Mateašík, P. Mlkvý
Vliv zvýšeného parciálního tlaku kyslíku na růst a metabolismus fibroblastů
– pilotní studie ................................................................................................................................ 25
Dejmek J., Babuška V., Marková M., Kuncová J., Bolek L.
Development of an agent for fluorescence-guided surgery of ovarian tumors ........................26
L. Dibdiak, P. Poučková, M. Zadinová, D. Větvička
Využití strojového učení při segmentaci krční míchy a její aplikace
při analýze parametrů tenzoru difúze ........................................................................................... 27
M. Dostál, M. Keřkovský, E. Janoušová, E. Němcová, J. Stulík
Regenerácia osteochondrálneho defektu pomocou hydrogélu obsahujúceho
anti-CD44 mikročastice ..................................................................................................................28
E. Filová, V. Lukášová, M. Buzgo, Z. Tonar, A. Litvinec, M. Rampichová, J. Beznoska, M. Plencner,
A. Míčková, J. Benešová, J. Chvojka, M. Soural, A. Králíčková, M. Kuchařová, S. Ďoubal, M. Králíčková, E. Amler
Aplikace nízkých teplot v medicíně .............................................................................................. 29
L. Forýtková, P. Strnad
Vzťah solubilných receptorov pre koncové produkty pokročilej glykácie
k metabolickému syndrómu u bratislavských stredoškolákov ..................................................30
R. Gurecká, I. Koborová, M. Csongová, K. Šebeková
Ramanova mikroskopická detekce buněčného příjmu TiO2 a Ag nanočástic
v buňkách linie SVK-14 .................................................................................................................. 31
M. Harvanová, K. Tománková, H. Kolářová
Analýza hodnotenia predmetu Špeciálne praktikum v študijných programoch
biomedicínska fyzika a biofyzika a chemická fyzika ................................................................... 32
I. Haverlík, V. Haverlíková
Vstupné predstavy študentov o vybraných fyzikálnych javoch ................................................ 33
V. Haverlíková
Biosignály ve výuce biofyziky .......................................................................................................34
P. Heřman, J. Tomsa, M. Kráľovič, E. Amler
Vplyv resveratrolu na črevo a jeho zápal ..................................................................................... 35
J. Hlinková, H. Svobodová, S. Wagnerová, M. Kopáni
Studium mechanismu účinku nanočástic stříbra a stříbrných iontů in vitro ............................36
J. Jiravová, K. Bartoň Tománková, M. Harvanová, A. Panáček, H. Kolářová
Změny toku krve v arteria radialis mladých dospělých po zátěži .............................................. 37
T. Jůza, D. Vlk
Využití biofyzikálních metod při stanovení rizika preeklampsie v 1. trimestru gravidity .................38
A. Kestlerová, J. Beneš, J. Madar, I. Špálová, M. Pešková, J. Běláček, M. Macek sr.
Vplyvy prostredia a druhu použitej mobilnej siete na vyžarovanie z mobilného telefónu .............. 39
M.Kohan, S.Koričarová, J. Mišek, M.Veterník, V. Jakušová, J. Jakuš
Možnosti využití adaptivního testování znalostí středoškolské fyziky ..................................... 40
M. Komarc, J. Kymplová, E. Kvašnák, V. Mornstein, Z. Kubeš, H. Sochorová, P. Heřman, J. Zeman,
I. Harbichová, J. Běláček
Spoločný postup vedecko-výskumných pracovísk slovenských vysokých škôl
na aktualizácii sylabu povinne voliteľného predmetu “Princípy elektronického
zdravotníctva“ na LF UK v Bratislave ...........................................................................................41
M. Kopáni, E. Kráľová
Iron particles in human body ........................................................................................................ 43
M. Kopáni, H. Svobodová, J. Hlinková, M. Trnka, M. Miglierini, R. Boča
3D tisk implantátů – návrh, výroba, testování ............................................................................. 44
M. Kopeček, J. Záhora, M. Smutný, A. Bezrouk
Možnosti použití aplikace Moodle mobile v biofyzice .................................................................45
D. Kordek
Meranie variability srdcovej frekvencie: predbežná štúdia ........................................................ 46
D. Kosnáč, S. Sivčo, K. Kozlíková
Vytvorenie jednotnej schémy protokolov z praktických cvičení z lekárskej biofyziky
na LF UK v Bratislave .....................................................................................................................47
K. Kozlíková, V. Haverlíková, D. Kosnáč
Možnosti motivácie medikov na štúdium prírodných vied ako neoodeliteľnej súčasti
lekárskeho kurikula ........................................................................................................................ 48
E. Kráľová
Vliv transkraniální elektrické stimulace na kognitivní funkce ....................................................49
E. Kvašňák, S. V. Fosse, M. C. Andersen
Fyzika pro umělce aneb i lékař je umělec .................................................................................... 50
J. Kymplová, E. Kvašňák
Školní telemedicínský systém iSTS ..............................................................................................51
F. Lustig, B. Balek
Charakterizace Ni-Ti endodontických nástrojů pomocí mikroskopie atomárních sil .............. 52
J. Malohlava, K. Bartoň Tománková, L. Harvan, H. Kolářová
Studium účinku zinečnatého derivátu ftalocyaninu na buněčné linie
a jeho využití ve fotodynamické terapii ........................................................................................ 53
B. Manišová, S. Binder, H. Kolářová
Je treba zaviesť prijímacie skúšky z fyziky na slovenských lekárskych fakultách? .......................54
O. Masár, I. Przewlocki, D. Sysel, PhD., H. Belejová
Využitie pacientskych simulátorov vo výučbe medicíny ............................................................55
K. Matlahová, L. Pakosová, P. Vitovič
Přirozené biopolymery jako nástroj pro léčbu Wilsonovy choroby .......................................... 56
J. Mattová, P. Poučková, M. Vetrík, J. Kučka, M. Hrubý
PVA imuno-nanovlákna s kontrolovanou degradací ...................................................................57
A. Míčková, M. Buzgo, M. Rampichová, J. Greplová, M. Soural, O. Kofroňová, O. Benada, J. Hlaváč, E. Amler
Výuka radiologických asistentů jako výzva ................................................................................. 58
V. Mornstein, M. Dostál
Určení počtu a velikosti lipidových kapiček v mikroskopickém obraze silně
a mírně hypoxických adipocytů .................................................................................................... 59
A. Procházka, S. Gulati, J. Polák
Fyzikální aspekty objektivizace působení vysokoindukční magnetické stimulace ................. 60
J. Průcha, J. Skopalík, K. Hána, V. Socha
Experimentální hyperbarická komora v adaptaci na použití zvířecího modelu ........................ 61
J. Růžička, J. Dejmek, L. Bolek, J. Beneš
Proteomika a výskum samovrážd. Predbežné výsledky pilotnej štúdie ................................... 62
E. Semančíková, S. Tkáčiková, I. Talian, J. Sabo, E. Pálová
Biofyzika na Fakulte zdravotníctva KU v Ružomberku ............................................................... 63
J. Slabeycius, A. Lacko, L. Zachar
Optimalizace praktických cvičení z biofyziky vzhledem k navazující výuce fyziologie .................. 64
H. Sochorová, M. Bužga, L. Koníček
Infračervená termografie – diagnostický nástroj pro sledování prokrvení dolních končetin ..........65
E. Staffa, V. Bernard, L. Kubíček, V. Žižlavský, D. Vlk, V. Mornstein
Využitie povrchovo zosilnených ramanovských sond zachytených
v optickej pinzete na detekciu fotoaktívneho liečiva .................................................................. 66
A. Strejčková, J. Joniova, P. Miškovský, J. Staničová, G. Bánó
Sledovanie železa v stene čreva tehotných myší po podaní vybraných látok ..........................67
H. Svobodová, J. Hlinková, M. Kopáni
Meranie hluku a jeho vplyv na zdravie člověka ........................................................................... 68
L. Šebesta, P. Šalát, E. Ferencová, D. Kosnáč
Vplyv chladovej blokády n. vagus a vagotómie na kašľový reflex u anestézovaných mačiek .......69
M. Šimera, I. Poliaček, M. Veterník, L. Babálová, Z. Kotmanová, J. Jakuš
Vztah mezi dynamikou lokálních adhesivních interakcí a globální dynamikou axonální sítě .........70
D. Šmít, C. Fouquet, F. Pincet, A. Trembleau, M. Zápotocký
Proteóm adultných mesenchymálnych kmeňových buniek:
hmotnostno-spektrometrická analýza mezenchymálnych
kmeňových buniek izolovaných z choriónovej membrány ľudskej placenty ........................... 71
Z. Tomková, I. Géci, P. Bober, M. Alexovič, J. Sabo
Projektový zámer monitorovania elektromagnetického smogu v zdravotníckych zariadeniach ....72
M. Trnka, E. Kráľová
Hodnocení metod pro detekci nefunkčních měničů elektronických vyšetřovacích sond .......73
J. Vachutka, C. Kollmann, L. Doležal, S. Wildner, K. Langová
Zlaté nanočástice: stabilita a toxicita produktů Green syntézy ve srovnání
s konzervativní čistě chemickou syntézou .................................................................................. 74
J. Valkovičová, V. Bernard
Inovace vzdělávací činnosti: biofyzika v oblasti fyzioterapie .................................................... 75
Nové metódy snímania elektrodermálnej aktivity ....................................................................... 76
E. Vavrinský, V. Stopjaková, J. Mihalov, M. Daříček, M. Donoval, V. Tvarožek
Vplyv akustického vlnenia na variabilitu frekvencie srdca ........................................................ 77
M. Veterník, J. Míšek, V. Jakušová, H. Habiňáková, J. Jakuš
Liposomal hydroxy-aluminium phthalocyanine for photodynamic therapy of cancer ............ 78
D. Vetvicka, M. Zadinova, M. Karaskova, M. Nekvasil, P. Jezek, P. Pouckova
Aspherical optics and its application in ophthalmology ............................................................ 79
O. Vlasák, J. Škorpíková, Z. Hlinomazová
Model působení rázové vlny generované mnohokanálovým výbojem
na spojení kostní tkáně s kostním cementem ............................................................................. 80
J. Zeman, J. Hach, W. Mikulaková, Ľ. Derňarová, A. Eliášová, P. Lukeš, L. Balážová, J. Beneš
Register autorov ............................................................................................................................. 81
PREDSLOV
Predkladáme Vám Zborník abstraktov z medzinárodnej konferencie XXXIX. Dní lekárskej biofyziky,
ktoré sa konali pod záštitou dekana Lekárskej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave
prof. MUDr. Juraja Šteňa, DrSc., v dňoch 30. 5. – 1. 6. 2016 v Piešťanoch.
Organizátorom tejto medzinárodnej konferencie bol už po šiestykrát v histórii Ústav lekárskej fyziky,
biofyziky, informatiky a telemedicíny Lekárskej fakulty UK v Bratislave, ktorý bol pri zrode tejto tradície.
Prvá konferencia Dni lekárskej biofyziky sa konala pod jeho taktovkou v roku 1978 v Modre-Harmónii
pri príležitosti 55. výročia založenia Katedry lekárskej fyziky na Lekárskej fakulte Univerzity Komenského
v Bratislave.
Každoročné Dni lekárskej biofyziky ponúkajú počas vedeckého programu príležitosť nadviazať nové,
resp. obnoviť osobné pracovné kontakty pracovníkov ústavov lekárskej biofyziky a informatiky českých
a slovenských lekárskych fakúlt v pedagogickej i vedeckej oblasti, ako aj neformálne kontakty účastníkov
v rámci spoločenského programu, ktorý je už neodmysliteľnou súčasťou týchto stretnutí.
Pozvanie organizátorov v tomto roku prijalo 91 účastníkov, ktorí vystúpili so 69 príspevkami
(32 prednášok a 37 posterov), z ktorých bolo 21 súťažných príspevkov interných doktorandov.
Konferencia sa uskutočnila v hoteli Signál situovanom priamo pri jazere Sĺňava v známom kúpeľnom
meste Piešťany. Táto lokalita bola pre účastníkov atraktívna vzhľadom k príjemnému prostrediu a pestrej
palete možností využitia voľného času.
Organizátori
Bratislava, máj 2016
MEDZINÁRODNÉ VEDECKÉ KONFERENCIE
”DNI LEKÁRSKEJ BIOFYZIKY”
AKTIVITY ÚSTAVOV LEKÁRSKEJ FYZIKY A BIOFYZIKY
PRI ICH USPORIADANÍ
E. Ferencová, E. Kráľová
Ústav lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny, LF UK, Bratislava, SR
Úvod
Vysokoškolskí pedagógovia biofyziky a lekárskej biofyziky na lekárskych fakultách
v Slovenskej a Českej republike si odovzdávajú svoje skúsenosti na medzinárodných
konferenciách „Biofyzikálnych dňoch“. Medzinárodné vedecké konferencie sú bázou
pre aktuálne vymieňanie a konfrontáciu pedagogických zámerov, informácií a výsledkov
v základnom a aplikovanom vedeckom výskume. Cieľom odborných stretnutí je zachovávanie
prepojenia pedagogickej a vedecko-výskumnej problematiky na ústavoch lekárskej fyziky
a biofyziky lekárskych fakúlt.
Aktivity ústavov pri organizácií „Dní lekárskej biofyziky“
1. Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze (do r. 1990 Fakulta všeobecného
lékařství)
• XII. Dny lékařské biofyziky 22.5. - 26.5. 1989 Sport areál Roudnice nad Labem
• XXXVIII. Dny lékařské biofyziky 20.5. – 22.5.2015 hotel Bezděz, Staré Splavy
2. Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze (do r. 1990 Fakulta dětského
lékařství)
• XXI. Dny lékařské biofyziky 27.5. – 29.5.1998 Horní Poříčí
• XXX. Dny lékařské biofyziky 30.5. – 1.6.2007 Jindřichův Hradec
3. Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze (do r. 1990 Lékařská fakulta
hygienická)
• VII. Dny lékařské biofyziky 4.6. – 7.6.1984 Zámek ČsČK Líšno u Benešova
• XVI. Dny lékařské biofyziky 23.6. – 25.6.1993 Praha
• XXIV. Dny lékařské biofyziky 30.5. – 1.6.2001 Parkhotel Mozolov u Tábora
Lékářská fakulta Univerzity Karlovy v Plzni
• VI. Dny lékařské biofyziky 3.5.– 6.5. 1983 Rekreačné stredisko Zpč. Pivovarov
Chudenice
• XV. Dny lékařské biofyziky 1992 Plzeň
• XXIII. Dny lékařské biofyziky 23.5. – 26.5.2000 Darovanský Dvůr
• XXXIV. Dny lékařské biofyziky 1.6. – 3.6.2011 Plzeň
Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové
• VIII. Dny lékařské biofyziky 24.6.-27.6.1985 Deštné v Orlických horách
• XVII. Dny lékařské biofyziky 24.5. – 26.5.1994 Hradec Králové
• XXVI. Dny lékařské biofyziky 21.5. – 23.5.2003 motel Ježov Senohraby u Prahy
9
• XXVII. Dny lékařské biofyziky 19.5.- 21.5.2004 Černý Důl
• XXXVI. Dny lékařské biofyziky 29.5. 31.5.2013 Lázně Bělohrad
Lékařská fakulta Masarykovy Univerzity v Brne
• II. Dny lékařské biofyziky 28.5. – 30.5.1979 stredisko UJEP Cikháj,
• IX. Dny lékařské biofyziky 26.5. -29.5.1986 stredisko ROH n. p. INGSTAV Malá
Morávka – Karlov
• XIII. Dny lékařské biofyziky 28.5. – 30.5.1990 Cikháj
• XIX. Dny lékařské biofyziky 29.5. – 31.5.1996 Cikháj
• XXVIII. Dny lékařské biofyziky 25.5. – 27.5.2005 hotel Hubert Valtice
• XXXIII. Dny lékařské biofyziky 2.6. – 4.6.2010 hotel Zámeček, Mikulov
Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci
• IV. Dny lékařské biofyziky 19.5.- 21.5.1981 Výukové a rekreačné středisko VHJ Sigma
Lutín Luhačovice
• XI. Dny lékařské biofyziky 23.5. – 27.5.1988 Skalský Dvůr
• XVIII. Dny lékařské biofyziky 31.5. – 2.6.1995 Olomouc
• XXXI. Dny lékařské biofyziky 28.5. – 30. 5.2008 Malá Morávka
• XXXV. Dny lékařské biofyziky 4.6. – 6.6.2012 Rožnov pod Radhoštěm
• Dni lekárskej biofyziky 17.5. – 19.5.1978 rekreačné stredisko Modra – Harmónia
pri Bratislave
• V. Dni lekárskej biofyziky 26.5. – 28.5.1982 hotel Družba Bratislava
• XIV. Dni lekárskej biofyziky 29.5. – 31.5.1991 Školiace a rekreačné stredisko š. p.
Stavebné závody Senec – Slnečné jazerá
• XX. Dni lekárskej biofyziky 27.5. -30.5.1997 hotel Academia Stará Lesná
• XXIX. Dni lekárskej biofyziky 16.5.-18.5.2006 Bratislava
• XXXIX. Dni lekárskej biofyziky 30.5.-1.6.2016 Centrum účelových zariadení,
hotel Signál, Piešťany
Jesseniova Lekárska fakulta Univerzity Komenského v Martine
• III. Dni lekárskej biofyziky 21.5. – 23.5.1980 Matica slovenská, Hostihora
• XXV. Dni lekárskej biofyziky 22.5. – 24.5.2002 Vrútky – Piatrová
Lekárska fakulta Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach
• X. Jubilejné dni lekárskej biofyziky 25.5. -28.5.1987 učebno-výcvikové stredisko UPJŠ,
Zemplínska Šírava
• XXII. Dni lekárskej biofyziky 25.5- 27.5. 1999 Hrádok pri Jelšave
• XXXII. Dni lekárskej biofyziky 27.5. – 29.5.2009 Liptovský Ján
• XXXVII. Dni lekárskej biofyziky 26.5. – 30.5.2014 hotel Chopok Demänovská Dolina
Záver
Do budúcnosti sa plánuje vhodné efektívne využitie „Dní lekárskej biofyziky“ na
postgraduálnu výchovu a zavedenie kategórie slávnostných prednášok. Z hľadiska
metodického je dôležitá inovácia obsahu, foriem a metód výučby biofyziky a lekárskej
biofyziky pre štúdium medicíny a biomedicínskej fyziky. Vyžaduje si to sledovať vznik a rozvoj
nových technológií, ktoré sa využívajú v lekárskej diagnostike, terapii i v laboratórnej technike.
10
Po didaktickej stránke je aktuálna zmena koncepcie výučby biofyziky, ktorá musí odrážať tieto
nové technologické trendy. Vzhľadom k tomu je potrebné v biofyzike ponechať vo výučbe len
všeobecné princípy a ťažisko výučby lekárskej fyziky a biofyziky smerovať do oblasti lekárskej
prístrojovej techniky, vrátane jej kvality a bezpečnosti. Takže vo výučbe biofyziky je potrebné
presadzovať a podporovať používanie tých preventívnych, diagnostických a liečebných
metód, ktoré využívajú technické a fyzikálne princípy, ktorých povaha a účinok je podložený v
súčasnosti uznávanými vedeckými poznatkami.
Príspevok je súčasťou riešenia GP KEGA MŠVVaŠ SR 003UK-4/2016.
Literatúra
[1] Baráni, H., Oravec, A.: Program na výuku ovládania počítača PMD 85-2. In: X. Jubilejné dni lekárskej
biofyziky. Zborník prác. Košice, LF UPJŠ 1987, s. 3.
[2] Beneš, J.: Lékařská biofyzika a informatika na LF UK v Plzni - současný stav. In: Zborník prác z XXII.
Dní lekárskej biofyziky. Košice, LF UPJŠ 1999, s. 21. ISBN80-7097-369-2.
[3] Bolek, L.: Zkušenosti s prostředím systému Moodle na platforme OS Linix. In. Sborník abstrakt.
XXVII. Dny lékařské biofyziky. Hradec Králové, Ústav lékařské biofyziky, Lékařská fakulta v Hradci
Králové 2004, s. 6.
[4] Boručuk, B.: Ešte o biofyzike. In: Sborník abstrakt.VI. Dny lékařské biofyziky. Ed. Stanislav Patočka.
Plzeň, Lékařská fakulta, University Karlovy 1983, s. 9.
[5] Hrazdira, I., Monstein, V.: Dny lékařské biofyziky, histórie a perspektíva. In: Zborník prác z
medzinárodnej konferencie. In. Ed. Kozlíková Katarína. Lekárska fyzika na prahu 21. storočia.
Bratislava: Ústav lekárskej fyziky a biofyziky, Lekárska fakulta UK 1999, s. 6-7. ISBN 80-967507-5-5.
[6] Hrazdira, I.: Současný stav a perspektivy biofyzikálního výskumu na lékařských fakultách. In: Sborník
abstrakt. XI. Dny lékařské biofyziky. Skalský Dvůr 1988, s. 17.
[7] Hrazdira, I.: Quo Vadis lékařská fyziko a biofyziko. In: Sborník abstrakt. XXXVIII. Dny lékařské biofyziky.
Praha, Ústav biofyziky a informatiky, 1. Lékařská fakulta UK 2015, s. 20. ISBN 978-80-7259-068-1.
[8] Kráľová, E., Pekníková, M., Trnka, M.: Zdravotnícke informačné zdroje na internete. In: Sborník
abstrakt. XXVII. Dny lékařské biofyziky. Hradec Králové, Ústav lékařské biofyziky, Lékařská fakulta
Hradec Králové 2004, s. 30.
[9] Kubínek, R. a kol.: Magnetické nánočastice pro biomedicínské aplikace. In. Sborník abstrakt. XXXVI.
Dny lékařské biofyziky. Hradec Králové, Ústav lékařské biofyziky, Lékařská fakulta v Hradci Králové,
Univerzita Karlova v Praze 2013. Ed. Hanuš Jozef, s. 45. ISBN 978-80-87727-04-1.
[10] Majerník, J. a kol.: Možnosti on-line vedeckej spolupráce. In: Zborník abstraktov. XXXVII. Dni lekárskej
biofyziky. Košice, Lekárska fakulta UPJŠ 2014, s. 42. ISBN 978-80-8152-143-0.
[11] Maryšková, V., Hrazdira, I., Monstein, V.: Stručná histórie Dnů lékařské biofyziky v číslech. In: Sborník
abstrakt. XXXV. Dny lékařské biofyziky. Ed. Kolářová Hana. Olomouc, Univerzita Palackého 2012, s.
28. ISBN 978-80-244-3125-3.
[12] Monstein, V., Hrazdira, I.: Desatiletá histórie dnu lékařské biofyziky v číslech. In: Sborník abstrakt. XI.
Dny lékařské biofyziky. Skalský Dvůr 1988, s. 24.
[13] Slouka, V.: Poznámky k začátkum světové biofyziky. In: Sborník abstrakt. XXI. Dny lékařské biofyziky.
Praha, Libreta 1998, s. 51.
11
PROTEOMICKÁ ANALÝZA ĽUDSKÝCH SLÍN
TECHNIKOU MALDI-TOF-TOF
M. Alexovič, G. Laputková, M. Bencková, A. Verba, J. Sabo
Ústav klinickej a lekárskej biofyziky, Lekárska fakulta, UPJŠ v Košiciach, Košice, SR
Úvod
Štúdium proteómu slín u človeka je už istú dobu predmetom značného vedeckého
záujmu. Táto pozornosť vedcov sa často upriamuje hlavne na výskum možného prepojenia
rizika vzniku zubného kazu s aktuálnym zastúpením proteínov vo vzorkách slín. Podľa
súčasných informácií stále platí, že výskum identifikácie biomarkerov proteínového charakteru
pre skorú diagnostiku rizikových faktorov spojenou so vznikom zubného kazu je stále
nedostačujúci [1].
Proteomická analýza, ako účinný nástroj skúmania proteínového profilu klinických vzoriek,
v tomto prípade ľudských slín môže zvýšiť nielen prienik do etiológie zubného kazu ako
najčastejšieho ochorenia ústnej dutiny, ale aj napomôcť k zefektívneniu skorej diagnostiky
pri prevencií jeho vzniku.
Materiál a metódy
Neinvazívny odber slín a príprava vzoriek (1), spektrofotometrické stanovenie celkového
obsahu proteínov podľa Bradfordovej metódy (2), enzymatická digescia proteínov v roztoku
za účelom štiepenia na príslušné peptidy (3), extrakcia solí na tuhej fáze za účelom čistenia
proteínovej vzorky (4), OFFGEL frakcionácia v 12 jamkovej zostave (5), prekoncentrovanie
a separácia peptidov technikou nano-HPLC (6), analýza proteínov technikou MALDI-TOF-TOF (7).
Výsledky
Technikou MALDI-TOF-TOF bola uskutočnená identifikácia proteínov v slinách u jedincov
bez a s aktuálnym výskytom zubného kazu. Na základe výsledkov bol vypracovaný proteínový
profil vzoriek slín u oboch typov jedincov za účelom hľadania možných biomarkerov vzniku
zubného kazu.
Záver
Vypracovaný proteínový profil vzoriek slín u zdravých a chorých jedincov nám umožnil
funkčne charakterizovať a klasifikovať jednotlivé typy proteínov za účelom hľadania možných
biomarkerov predčasného vzniku zubného kazu.
Táto práca vznikla s finančnou podporou projektu KEGA 020UK-4/2014.
Literatúra
[1] Martins, C., Buczynski, A.K., Maia L.C., Siqueira W.L., Castro, G.F.: Salivary proteins as a biomarker
for dental caries – a systematic review. J. Dentisry, 41, 2-8, 2016.
12
FUNKCIONALIZOVANÁ NANOVLÁKNA
V REGENERATIVNÍ MEDICÍNĚ
1
1
1
1
2
M. Plencner , M. Buzgo , E. Filová , M. Rampichová , M. Kralovič ,
2
1,2
I. Pokorný , E. Amler
1
Ústav biofyziky, 2. Lékařská fakulta UK v Praze, Praha, ČR, 2UCEEB ČVUT, Buštěhrad, ČR
Úvod
Rozvoj tkáňového inženýrství je spojen především s vytvářením tkání či celých orgánů z buněk
a biokompatibilních materiálů in vitro. V produkci tkáňových náhrad je ale zcela esenciální vhodný
nosič. Velmi slibně se jeví materiály ve formě nanovláken. Je tomu tak zejména proto, že struktury
extracelulární matrice jsou rozměrově srovnatelné právě s nanovlákny. Nosiče vytvořené
z nanovláken tak v mnohém napodobují přirozené prostředí. Tento poříspěvek se zabývá aplikací
funkcionalizovaných nanovláken na chirurgickou síť pro praktickou chirurgickou aplikaci v prevenci
vzniku incisionální hernie, zejména pak na regeneraci fascie.
Materiál a metódy
Funkcionalizovány byly síťky Optilene LP od B-Braun, Prolen od Ethicon a Vypro od Ethicon.
Mechanické napojení nanovlákenné vrstvy na chirurgickou síťku bylo realizováno pomocí přímého
nástřiku nanovláken, lepení a tavení vrstvy. Funkcionalizace byla realizována vrstvením PCL.
Biomechanické testy byly provedeny v laboratoři BEZ FTVS UK na testovacím zařízení µTester.
Výsledky
První testovanou technikou bylo tavení PCL nosiče. Při mechanickém kontaktu mezi vlákennou
vrstvou a tavícím hrotem docházelo k řízenému poškození vrstvy a k lokální tvorbě filmu, který
umožnil pevné spojení vrstev na obou stranách chirurgické sítě. Elektrová mikroskopie však
prokázala signifikantní ztrátu nanovlákenné struktury. K tomuto jevu však nedocházelo při lepení.
K nejlepší adhezi došlo u vzorků PCL + Prolene – Ethicon. Nejvýznamnější je tato skutečnost
u modulu pružnosti ve smyku, kde je hodnota modulu pružnosti ve smyku u těchto vzorku
dvojnásobná oproti ostatním skupinám.
Lze konstatovat, že vzhledem k sledovanému parametru maximálního smykového napětí, jsou
vlastnosti všech materiálů velice podobné a není u nich žádných významných rozdílů. Obdobně
je tomu i u sledovaného parametru meze kluzu ve smyku, kde k výraznějšímu navýšení tohoto
parametru došlo pouze u skupiny suchých PCL + Prolene – Ethicon. Pokud porovnáme
u jednotlivých skupin suché a mokré vzorky, pak lze konstatovat, že s hydratací PCL dochází
k mírnému snížení všech sledovaných parametrů u všech sledovaných skupin.
Závěr
Celkově lze shrnout, že vytvořený proces umožňuje efektivní přichycení vláken na kýlní síťky,
konkrétně sítí firem BBraun a Ethicon. Proces nedestruuje vlákennou morfologii vrstvy ani v okolí
místa kontaktu nanovláken s chirurgickou sítí. Připravené nosiče jsou vhodné pro další chirurgické
testování a aplikaci.
Literatura
[1] Plencner, M., et al.: (2014) Abdominal closure reinforcement by using polypropylene mesh
functionalized with poly-ε-caprolactone nanofibers and growth factors for prevention of incisional
hernia formation. Int. J. Nanomed. 9: 3263-3277
13
INOVÁCIA PRAKTICKÝCH CVIČENÍ Z BIOFYZIKY
– PRVÉ SKÚSENOSTI S ELEKTRONICKÝMI PROTOKOLMI
Z. Balázsiová, M. Kopáni
Úvod
Súčasťou inovácie praktických cvičení (PC) z biofyziky, s cieľom zefektívniť prácu
študentov aj učiteľov, bolo zavedenie elektronických protokolov do výučby (akad. rok
2015/2016). Tieto sú študenti povinní vypracovať po každom praktickom cvičení.
Súčasný stav
Ku každej úlohe na PC mali študenti k dispozícií postup, merací hárok a formulár
protokolu, ktoré boli zverejnené na web stránke Ústavu. V rámci prípravy na výučbu boli
povinní naštudovať si teoretický princíp úlohy a postup. Na PC mali priniesť vytlačený postup
a merací hárok, do ktorého uviedli z akých zdrojov sa pripravovali. Na nasledujúcom praktiku
odovzdávali vypracované protokoly. Problém 1 – študenti museli tlačiť veľmi veľa materiálu
(často aj opakovane). Na konci semestra mali študenti vytlačené kvantum materiálu, ktorý sa
týkal merania na PC (bez fyzikálneho princípu). Problém 2 – v snahe zjednotiť hodnotenie
protokolov boli každému úkonu, ktorý študent vykonal pri vypĺňaní protokolu pridelené body.
Spôsob bodovania bol nevyvážený a nie vždy bol objektívnym obrazom obťažnosti
vypracovania tej ktorej časti protokolu. Problém 3 – študenti neuvádzali do protokolov
fyzikálny princíp merania, čo spôsobilo, že si dostatočne neuvedomili a neovládali základné
fyzikálne princípy resp. fyzikálnu podstatu merania. Nemuseli správne používať fyzikálne
veličiny a jednotky (boli v protokoloch uvedené).
Návrh riešenia
1. Podrobný postup merania pre každú úlohu nechať študentom k dispozícií
na pracovnom stole v mieste merania, prípadne pre potreby študentov zverejniť na internete.
2. Doposiaľ používaný merací hárok by po úpravách mohol byť súčasťou protokolu
o meraní (nie je nutné opäť tlačiť tú istú časť pod iným názvom). V tabuľkách študenti sami
vyplnia hlavičku (čo budú merať a v akých jednotkách). Podobne pri výsledku merania uvedú
správne fyzikálne jednotky.
3. Celý protokol o meraní by mal mať nasledovné časti: meno, dátum a čas merania,
mikroklimatické podmienky počas merania, cieľ PC a úlohy, použité prístroje a pomôcky,
stručne napísaný fyzikálny princíp a postup merania, tabuľka nameraných hodnôt, výpočty
a grafy, výsledky, diskusia a záver.
Záver
Predpokladáme, že po realizácií navrhovaných zmien zameraných na zvýšenie aktivity
študentov pri písaní protokolu z PC, by si študenti lepšie osvojili predpísanú – všeobecnú
štruktúru protokolu o meraní, lepšie pochopili (zapamätali si) fyzikálny princíp merania, zvykli si
na správny zápis a používanie fyzikálnych veličín a jednotiek. V neposlednom rade by došlo
k veľkej úspore materiálu (tonery a papier) a práca učiteľa pri kontrole protokolov by sa
výrazne zjednodušila a zefektívnila.
Práca je podporená GP KEGA MŠVVaŠ 003UK-4/2016.
14
POZNAJÚ ŠTUDENTI SPÔSOBY OCHRANY PRED NEGATÍVNYMI
VPLYVMI IKT ZARIADENÍ?
Z. Balázsiová
Úvod
Súčasná doba je charakterizovaná častým používaním mobilných telefónov, GPS,
počítačov a ostatných IKT zariadení. Aj keď sú informácie o ich negatívnom dopade
na zdravie všeobecne známe, verejnosťou sú málo akceptované. Na slovenských základných
a stredných školách nie je vo vyučovacom procese kladený dôraz na základnú hygienu práce
a ochranu zdravia pri práci s počítačom. Cieľom práce bolo zistiť úroveň vedomostí
študentov 1. ročníka LF týkajúcich sa ochrany zdravia pri používaní IKT zariadení.
Materiál a metódy
Na zistenie úrovne vedomostí študentov sme použili originálny dotazník, v ktorom študenti
odpovedali na otázku: „Vymenujte zásady ochrany Vášho zdravia a bezpečnosti pri práci
s počítačom a ďalšími elektronickými zariadeniami“ Odpovede študentov sme kvantitatívne
aj kvalitatívne vyhodnotili. Rozdelili sme ich do nasledovných kategórií: 1. ochrana zraku,
sluchu a ergonómia, 2. bezpečnosť práce s elektrickým prúdom, 3. ochrana počítača (softvér
a hardvér), 4. hygiena práce a protipožiarna ochrana. Dotazník bol distribuovaný osobne
a študenti ho vypĺňali na začiatku praktických cvičení z biofyziky. Prieskum bol realizovaný
u študentov 1. ročníka LF UK krátko po začatí štúdia na VŠ (v priebehu 1. semestra štúdia).
Zúčastnilo sa ho 185 študentov (57 mužov a 128 žien).
Výsledky
Zistili sme, že na uvedenú otázku neodpovedala alebo nevedela odpovedať viac ako
tretina zo všetkých respondentov. Nevyjadrilo sa viac ako 20% mužov a viac ako 33% žien.
Najviac študentov (19%) uviedlo 2 alebo 4 pojmy súvisiace s ochranou zdravia, 1 pojem
uviedlo 15% respondentov, 3 pojmy 14% respondentov. Viac ako 4 pojmy uviedli iba 1 muž
a 1 žena.
Najviac pojmov, ktoré študenti uviedli sa týkalo ochrany zraku, sluchu a ergonomického
hľadiska. Druhá najčastejšie uvedená kategória bola zameraná na zásady bezpečnosti
pri práci s elektrickým prúdom. Menej početná bola kategória o ochrane softvérového
a hardvérového vybavenia počítača.
Muži sa ku všetkým spomínaným oblastiam vyjadrovali častejšie ako ženy.
Záver
Napriek tomu, že študenti používajú denne počítač a mobilný telefón, väčšina z nich
nevie, ako sa chrániť pred ich negatívnymi vplyvmi na ich zdravie. Ako už bolo spomenté
v úvode, na stredných a základných školách nie je táto téma zahrnutá do žiadnej
z vyučovaných tém. Preto sa domnivame, že by bolo vhodné oboznámiť študentov už
na začiatku ich štúdia na VŠ s negatívnymi vplyvmi počítačov a mobilných telefónov,
s možnosťami ich eliminácie a hygienou práce s počítačom a ostatnými IKT zariadeniami.
Práca je podporená GP KEGA MŠVVaŠ SR 003UK-4/2016.
15
MĚŘENÍ BIOSIGNÁLŮ ČLOVĚKA ŠKOLNÍM MĚŘÍCÍM SYSTÉMEM
B. Balek, F. Lustig
SŠDOS Moravský Krumlov, Matematicko-fyzikální fakulta UK, Praha, ČR
Úvod
Biofyzikální veličiny člověka (biosignály) lze měřit internetovým školním experimentálním
systémem (iSES) [1]. Systém umožňuje měřit elektrické biosignály (EKG, EMG, EOG)
i biosignály neelektrické (hemodynamickou pulsní vlnu, dechovou křivku, tepenný tlak,
kapkování infuze atd.). Z naměřených hodnot lze pak získat odvozené veličiny, srdeční
a dechovou frekvenci, systolický a diastolický tepenný tlak, počet kapek za minutu atd.
Materiál a metody
K měření bude použit internetový školní měřící systém iSES v dvoukanálové verzi ISESUSB. Do vstupních dvou kanálů se zapojí jednotlivé senzory (moduly), výstup USB zařízení
bude spojen s USB vstupem počítače, ve kterém je nainstalován program ISESWIN.
Pro měření elektrických biosignálů (EKG, EMG, EOG) bude užit miniaturní EKG modul.
Pro měření hemodynamické pulzní vlny s prstu se použije fotopletysmografický snímač
v úpravě klipsové. Pro měření pulzové vlny tepen vřetenních, krčních (karotidogram–KTG),
spánkových a čelních (palencefalogram–PAL) se požije úprava povrchová. Pro měření
dechové křivky bude užit velmi rychlý perličkový termistor. Kapkování infuze bude snímat
profesionální snímač kapek používaný u infuzních pump.
Výsledky
Biofyzikálními experimenty se zabýváme již 10 let, ale spíše z fyzikálního hlediska.
Výsledkem praktických cvičení jsou skripta “Biofyzikální experimenty 1 se systémem ISES”,
kde je 10 návodů pro laboratorní cvičení [2].
Hlavními výsledky jsou ukázkové naměřené křivky výše popsaných biosignálů člověka.
Systém iSES umožňuje jejich analýzu v oblasti časové (měření časových intervalů)
a amplitudové (měření velikosti signálů). Dále lze křivky derivovat, integrovat, měřit frekvenci
signálu, exportovat naměřená data do Excelu atd. U dvoukanálových měření můžeme
provnávat např. zpoždění hemodynamické pulzní vlny vůči QRS komplexu nebo časové
posuny pulzních vln v jednotlivých tepnách vůči sobě atd.
Závěr
Studenti biofyziky lékařských a přírodovědeckých fakult, fakult biomedicínského
inženýrství a zdravotnických studií se mohou při použití systému iSES seznámit s principy
snímačů biosignálů, snímáním biosignálů a jejich zpracováním, vyhodnocením, zobrazením
a uložením. Dále se studenti mohou seznámit s pilotním školním telemedicinským systémem
iSTS (internetový Školní Telemedicínský Systém), který demonstruje on-line přenos
lékařských informací (tlak, teplota, srdeční tep, EKG aj.) od pacienta k lékaři prostřednictvím
Internetu.
Literatura
[1] ISES, available from: http://www.ises.info [cit 28 04 2016].
[2] Balek B.: Biofyzikální experimenty 1 – návody pro laboratorní cvičení, Ivančice, 2012, 51 s.
16
LABEL-FREE TIME-LAPSE QUANTITATIVE PHASE IMAGING:
NÁSTROJ PRO CHARAKTERIZACI BUNĚČNÝCH PROCESŮ
1,3
2,3
1,2
1,2
1,2
J. Balvan , A. Křížová , M. Raudenská , J. Gumulec , M. Masařík
1
2
Department of Physiology, Faculty of Medicine, MU, Brno, CR
Central European Institute of Technology, Brno University of Technology, Brno, CR
3
TESCAN Brno, s.r.o., Brno, CR
Úvod
Mikroskopické metody hrají v buněčné biologii klíčovou roli. Klasické molekulárně biologické
a biochemické metody jsou často enpoint analýzy, které nepostihují časovou následnost jednotlivých
buněčných procesů (procesy buněčné smrti a rezistence). Qvantitativní holografická mikroskopie
umožňuje díky své šetrnosti a citlivosti zachycovat změny ve fyzikálních a morfologických parametrech
buněk v čase. Na základě těchto změn je poté možné analyzovat specifické buněčné procesy.
Materiál a metody
Holografická mikroskopie je ideální metodou pro zobrazování objektů s nízkým kontrastem,
jako jsou například komerční buněčné linie či buňky izolované z biopsií pacientů. Kvantitativní
fázové zobrazování dlouhých časových intervalů umožňuje sledovat vývoj fyzikálních
a morfologických paramterů buněk v čase. V této práci jsme se zaměřili na charakterizaci
některých buněčných procesů (apoptóza, nekróza a mezibuněčné interkace) pomocí změn
ve fyzikálních a morfologických parametrech buňky. Multimodální holografický mikroskop
Q-PHASE umožňuje díky fluorescenčnímu módu ověření pozorovaných procesů (barvení
Annexinem V a propidiumjodidem) na základě standardně používaných morfologických znaků.
Jako modelový systém jsme použili nádorové buněčné linie prostaty (PC-3), prsu (MDAMB-321) a primární buněčné linie izolované ze vzorků pacientů s dlaždicobuněčným
karcinomem hlavy a krku (HNSCC).
Výsledky
Zjistili jsme, že pozorované buněčné linie vykazují během procesů buněčné smrti typické
změny ve fyzikálních a morfologických parametrech. Na základě těchto informací jsme tak
schopni odlišit jednotlivé typy buněčné smrti bez nutnosti barvení a složité přípravy vzorku.
Dlouhodobá pozorování buněčné populace také odhalila některé méně frekventované
buněčné interakce (entosa, kanibalismus).
Závěr
Kvantitativní fázové zobrazování představuje ideální metodu pro monitorování chování
buněčné populace ve dlouhých časocých i ntervalech. Díky časovému záznamu buněčných
vlastností jsme schopni charakterizovat specifické znaky jednotlivý typů buněčných smrtí
a dalších buněčných procesů [1, 2].
Literatura
[1] Balvan J, Krizova A, Gumulec J, Raudenska M, Sladek Z, Sedlackova M. Multimodal Holographic
Microscopy: Distinction between Apoptosis and Oncosis (vol 10, e0121674, 2015). Plos One 2015; 10.
[2] Balvan J, Gumulec J, Raudenska M et al. Oxidative Stress Resistance in Metastatic Prostate
Cancer: Renewal by Self-Eating. Plos One 2015; 10.
17
ANALÝZA PROTEÓMU MOČA
M. Bencková, M. Alexovič, P. Bober, J. Sabo
Ústav lekárskej a klinickej biofyziky, Lekárska fakulta UPJŠ, Košice, SR
Úvod
Moč je cennou vzorkou pri objavovaní biomarkerov ochorení. Moč obsahuje proteíny
krvnej plazmy, ktoré sa do moča dostávajú počas filtrácie krvi v glomeruloch obličiek
a proteíny pochádzajúce z orgánov, ktoré sa zúčastňujú tvorby a vylučovania moča. Zmeny
v proteóme moča môžu odzrkadľovať zmeny v zdravotnom stave jedinca a preto sa moč
používa pri sledovaní patologických procesov spojených s urogenitálnymi a niektorými
systémovými ochoreniami. Výhodami proteomickej analýzy moča oproti iným biologickým
tekutinám sú jednoduchosť a neinvazívnosť odberu, relatívne stabilné zloženie a možnosť jeho
získavania vo väčších množstvách [1,2].
Materiál a metódy
K 100 ml vzorky prvého ranného moča od zdravého jedinca bol pridaný azid sodný
a kokteil proteázových inhibítorov. Vzorka moča bola centrifugovaná pri 2500 x g, pri 4°C,
počas 45 minút a na analýzu bol použitý iba supernatant. Na zrážanie bol použitý 100%
vodný roztok kyseliny trichlóroctovej (TCA), pričom výsledná koncentrácia TCA po pridaní
bola 13% (v/v). Vzorka bola následne premývaná dvakrát so 100% acetónom a raz
s roztokom acetón/voda v pomere 9:1. Pomocou spektrofotometra UV-3600 (Shimadzu)
bola stanovená koncentrácia proteínov. Na kvalitatívnu analýzu proteínov bol použitý
hmotnostný spektrometer ESI-iónová pasca. Časť vzorky bola analyzovaná technikou nano
HPLC-MS (HPLC separácia v 1D usporiadaní) a druhá časť bola najprv separovaná pomocou
Off-gel frakcionátora a frakcie peptidov boli následne analyzované technikou nano HPLC-MS.
Výsledky
Pri analýze proteínov bez predchádzajúcej Off-gel frakcionácie bolo identifikovaných 117
proteínov (FDR˂1). Použitím Off-gel frakcionátora a následnej nano HPLC-MS analýzy bolo
identifikovaných 206 proteínov (FDR˂1), ktoré boli prostredníctvom systému Panther
klasifikované do skupín na základe biologických procesov. Najpočetnejšiu skupinu
predstavovali proteíny zapájajúce sa do metabolických procesov (93) a proteíny zohrávajúce
úlohu pri bunkových procesoch (70).
Záver
Problémom pri kvalitatívnej proteomickej analýze moča je to, že moč obsahuje
abundantné proteíny (albumín, uromodulín), ktoré bránia identifikácii ostatných proteínov.
Zdokonaľovaním metód prípravy vzorky, separačných metód a metód používaných
na identifikáciu proteínov dochádza neustále k objavovaniu nových proteínov, ktoré by sa
po dôkladnej validácii mohli aplikovať do klinickej praxe ako biomarkery rôznych ochorení.
Tento výskum bol zrealizovaný s podporou grantového projektu KEGA 020UK-4/2014.
Literatúra
[1] Kalantari S., Jafari A., Moradpoor R., Ghasemi E., Khalkhal E.: Human Urine Proteomics: Analytical Techniques
and Clinical Applications in Renal Diseases, International journal of proteomics, 2015, ISSN 2090-2166.
[2] Rodríguez-Suárez E., Siwy J., Zürbig P., Mischak H.: Urine as a source for clinical proteome analysis: From
discovery to clinical application, Biochimica et Biophysica Acta, 2014, ISSN 0006-3002, pp. 884–898.
18
BYPASS REVASCULARISATION OF LOWER LIMBS
– A THERMOGRAPHIC STUDY
1
1
1,2
1,2
1
V. Bernard , E. Staffa , L. Kubíček , V. Žižlavský , V. Mornstein ,
1
J. Valkovičová
1
2
Department of Biophysics, Faculty of Medicine, Masaryk University, Brno, CR
2nd Department of Surgery, Center for Vascular Disease, St. Anne´s University Hospital,
Faculty of Medicine, Masaryk University, Brno, CR
Introduction
One treatment possibility of ischemic diseases of lower limbs is a surgical intervention –
the bypass. The principle of this intervention is to replace and bridge the affected portion
of the artery. The contactless measurement of temperature bya thermocamera is not too
often used method in medicine but it can be used in some cases [1]. The aim of this study
is to descibe the temperature changes of lower limbs as a consequence of the bypass.
Materials and methods
In the initial examination involve 14 patients; however, a successful revascularization was
achieved only in 8 patients because of inoperability of the patient or a necessary revision
of an existing bypass.
The thermocamera Flir b200 was used. The patients were monitored under room
temperature conditions after 10 minutes of acclimatization in horizontal position before and
after the bypass surgery. The temperature on plantar area and on first fingers was monitored.
Results
The obtained results showed an average increase of temperature in mean by 2.2 °C on
plantar area (before-after surgery) for limb with bypass. The temperature measured on toe
of operated limbs show increase by 3.2 °C. The control leg without surgery as a control
showed temperature changes by -0.2 °C on plantar area and by -0.5 °C on first finger.
The total increase of temperature in maximum value was 3.7 °C due to bypass
revascularization.
Conclusions
Evaluated data show significant differences in temperature of limbs with and without
bypass surgery. The temperature increasing in the leg with bypass is in agreement with
the development of further monitored descriptive parameters such as the ankle brachial
index. It seems, that the contactless thermography can be one of tools for monitoring
of patioents in angiology.
The project is supported by grant MUNI/A/0894/2015.
References
[1] Lahiri B. et al..: Medical applications of infrared thermography: A review, Infrared Physics &
Technology 2012, pp. 221-235.
19
LOG-NORMÁLNÍ TRANSFORMACE CYTOKINŮ
A PROBLÉMY S TÍM SPOJENÉ
J. Běláček
BioStat při ÚBI 1. LF UK a VFN Praha, ČR
Cytokiny reprezentují dnes již poměrně širokou škálu „malých proteinů (~ 5-20 kDa)“,
které jsou uvolňovány zejména buňkami imunitního systému (makrofágy, lymfocyty, žírné
buňky) v reakci na přítomnost protilátek v organismu. Cytokiny všeobecně modulují
rovnováhu na úrovni humorálních a buněčných imunitních reakcí, regulují růst, dozrávání
a reakce dalších buněčných systémů, některé cytokiny mají schopnost zvyšovat nebo
inhibovat působení dalších cytokinů, a to často složitými a dosud neprobádanými způsoby.
Cílem tohoto příspěvku je objektivně vyhodnotit zejména empiricky získanou zkušenost,
že distribuční rozdělení hodnot cytokinů ve statistických souborech se fituje nejlépe
prostřednictvím log-normálního rozdělení tzn. že po prosté logaritmizaci dat by hodnoty
cytokinů měly být standardně normálně rozdělené s parametry odhadnutelnými obvyklým
průměrem a standardním odhadem s2 pro rozptyl.
Při empirických analýzách výběrů o malých rozsazích N ~20 se však musíme potýkat
s velkými chybami měření, shora či zdola useknutými daty, s jejich ne zcela validní interpretací
ze strany žadatelů o formální zpracování těchto statistických souborů i s neprofesionálním
ošetřením primárních dat ze strany tvůrců standardně aplikovaných programových produktů.
V rámci tohoto příspěvku budou výše uvedené problémy ilustrovány na příkladě analýzy
pacientů kliniky stomatologie (1.LF UK a VFN Praha), kde statistická významnost rozdílů
v tvorbě cytokinů (vůči kontrolám) měla indikovat genetickou predispozici vzniku parodontitidy.
Příspěvek je sponzorován z prostředků projektu AZV NV15-29336A – Změny imunologické
reaktivity u pacientů s recidivujícími aftami (2015-2018, MZd/NV).
20
PROTEOMICKÁ ANALÝZA ÚČINKU DOXORUBICÍNU A VITAMÍNU
C NA MCF-7 BUNKOVEJ LÍNII ADENOKARCINÓMU PRSNÍKA
P. Bober, M. Alexovič, Z. Tomková, I. Talian, J. Sabo
Ústav lekárskej a klinickej biofyziky, Lekárska fakulta, UPJŠ, Košice, SR
Úvod
Doxorubicin patrí medzi antracyklinové chemoterapeutika podieľajúce sa pri liečbe
karcinómu prsníka. K liečebným modalitám pri nádorových ochoreniach patrí chirurgická
liečba, chemoterapia, rádioterapia, hormonálna a cielená liečba, z ktorých je práve
chemoterapia (najmä antracyklínová) spojená s najvyšším rizikom kardiotoxicity [1]. Bolo
dokázané, že vitamín C má synergický protinádorový účinok spolu s doxorubicínom
v bunkách karcinómu prsníka a súčasne redukuje kardiotoxicitu antracyklínov [2].
Materiál a metódy
Na proteomickú analýzu bola použitá MCF-7 bunková línia (ATCC® HTB-22™) kultivovaná
18 hodín po pridaní 1µM doxorubicínu (Dox) a 200 µM vitamínu C (vitC). MCF-7 bunky boli
lyzované, centrifugované a proteíny z bunkového lyzátu precipitované. Vyzrážané proteíny boli
centrifugované a proteínový pelet vysušený na vákuovom koncentrátore (Labconco).
Následne bola stanovená koncentrácia pomocou spektrofotometra (UV-3600 Shimadzu).
Proteíny boli digestované v roztoku a štiepené trypsínom (Promega).
Biologické triplikáty MCF-7, MCF-7+Dox a MCF-7+Dox+vitC vzoriek boli analyzované
pomocou LC/MS (Thermo Scientific) v spojení s ESI-MS/MS analyzátorom iónovou pascou
(Bruker Daltonik). Pomocou Scaffold 4.4.6. softvéru bola stanovená semi-kvantitatívna
proteomická analýza s použitím TIC metódy bez označenia proteínov. Proteínové interakcie
a proteínové siete boli vyhodnotené pomocou STRING softvéru.
Výsledky
Bolo identifikovaných 230 proteínov (FDR≤1%) z MCF-7, MCF-7+Dox a MCF7+Dox+vitC vzoriek, avšak 26 proteínov (p≤0.05) vykazovalo signifikantné zmeny po pridaní
1µM doxorubicínu a 200 µM vitamínu C. Tieto proteíny boli rozdelené do nasledujúcich
skupín: cytoskeletárne a ribozomálne, proteíny podieľajúce sa na transkripcii a translácii,
antioxidačné a imunitné, proteíny metabolických procesov s katalytickou aktivitou, proteíny
bunkovej signalizácie a transportu.
Záver
Na základe semi-kvantitatívnej proteomickej analýzy MCF-7 bunkovej línie bolo zistené,
že vitamín C zvyšuje cytotoxické účinky doxorubicínu selektívnym oxidačným stresom.
Táto štúdia bola vypracovaná s finančnou podporou projektu KEGA 020UK-4/2014.
Literatúra
[1] Mladosievičová B., Ševčíková K.: Kardiotoxicita farmák používaných v adjuvantnej liečbe karcinómu
prsníka, Onkológia, Bratislava, 2009, ISSN 1339-4215, pp. 89-92.
[2] Shimpo, K., et. al.: Ascorbic acid and adriamycin toxicity. Am. J. Clin. Nutr., Bethesda, 1991, ISSN:
1938-3207, pp. 1298-130.
21
TEMPERAČNÍ JÁDRO SE ZVÝŠENOU ÚČINNOSTÍ
L. Bolek, J.Dejmek
Ústav biofyziky, LFP UK, Plzeň, ČR
Úvod
Pro náš výzkum, zaměřený na problematiku ovlivnění srážlivosti krve snížením teploty, jsme
potřebovali tzv. cirkulační temperační přístroj specifických parametrů, který ale není komerčně
dostupný. V komerčních přístrojích se při výkonech, které jsme potřebovali, využívají
kompresory, které však mají řadu nevýhodných vlastností, jako je hlučnost, tepelné emise, velký
objem apod. Vzhledem k našim zkušenostem s konstrukcí podobných přístrojů jsme se tedy
rozhodli pro vlastní konstrukci. Započali jsme ji vývojem klíčové části chladících přístrojů, kterým
je zdroj chladu, který nevyužívá kompresor a zvládá chladit i ohřívat kapaliny v něm cirkulující.
Konstrukci jádra jsme pak řešili v rámci projektu GAMA TAČR, na který jsme obdrželi dotaci.
Materiál a metody
Při konstrukci jádra jsme se snažili eliminovat všechny zásadní nevýhody kompresorového
způsobu chlazení. Pro naše účely patřily k největším jejich nevýhodám provozní hlučnost,
vibrace, rozptyl tepla do blízkého okolí, víření prachu, objem a hmotnost přístrojů v poměru
k jejich chladícímu výkonu. K významným nedostatkům také patřilo malé množství cirkulující
kapaliny, které bylo u komerčních přístrojů do jednoho litru.
Temperační jádro naší konstrukce využívá termoelektrických Peltiérových článků a integruje
funkci chladiče společně s funkcí rezervoáru, který obsahuje nejméně čtyři litry cirkulující kapaliny
– většinou destilované vody. Odpadní teplo, které vzniká při použití Peltiérových článků
je odváděno vodou proudící vnějšími stěnami chladiče do odpadu. Pro optimální odvod tepla
z povrchu článků jsme vnitřní stěny chladiče horké strany článků vybavili laminárními prvky
dle našeho návrhu, zajišťující laminární proudění vody a zároveň zvyšující plochu kontaktu s ní.
Jádro je zcela kompaktní a neobsahuje žádné pohyblivé součástky. Pro udržení optimálního
pracovního bodu Peltiérových článků, při kterém jsou články nejvíce účinné, je zapotřebí
elektronické řízení, které řešíme také, ale to již mimo projekt GAMA TAČR.
Výsledky
Výsledkem našeho projektu je zkonstruované temperační jádro, které nám umožní konstrukci
unikátního chladícího cirkulačního přístroje, splňujícího naše požadavky. Zároveň jsme řešili
ochranu duševního vlastnictví spojeného s jádrem - zažádali jsme o užitný vzor a podali patentovou
přihlášku. V současné době je již UV na naše temperační jádro zapsaný pod číslem 28967.
Závěr
V rámci našeho projektu jsme zkonstruovali temperační jádro, které umožní konstrukci
cirkulačního temperačního přístroje splňující naše požadavky na minimální hlučnost, vibrace,
rozptyl tepla, víření prachu a dostatečný chladící výkon. Přístroj bude možné využívat nejen
pro náš zdravotnický výzkum v oblasti temperace krve a hyperbarickém výzkumu, ale i pro celou
řadu obecně laboratorních aplikací, což umožní i jeho komercializaci, s kterou počítáme.
Podpořeno projektem 2014TG01010108 „Podpora procesu komercializace výsledků výzkumu a vývoje
na Univerzitě Karlově v Praze“ dílčí aktivita „Temeperační jádro se zvýšenou účinností“ a dále „Biomedicínské
centrum Lékařské fakulty v Plzni“, reg. č. CZ.1.05/2.1.00/03.0076 a Programem rozvoje vědních oborů Karlovy
Univerzity (projekt P36).
22
VYUŽITIE NOVORODENECKÉHO SIMULÁTORA
VO VÝUČBE NEONATOLÓGIE
1
2
2
2
I. Brucknerová , K. Matlahová , L. Pakosová , P. Vitovič
1
2
Neonatologická klinika intenzívnej medicíny LF UK a DFNsP, Bratislava, SR
Ústav simulačného a virtuálneho medicínskeho vzdelávania, LF UK, Bratislava, SR
Neonatologická klinika intenzívnej medicíny Lekárskej fakulty Univerzity Komenského a Detskej
fakultnej nemocnice s poliklinikou (KNIM LFUK a DFNsP) s pôsobnosťou od 1. 12. 2014
je súčasťou pregraduálnej výučby predmetu „Pediatria“ pre študentov všeobecného lekárstva
v slovenskom ako aj v anglickom jazyku na LF UK. S ohľadom na delikátnosť cieľovej pacientskej
skupiny, ktorú tvoria novorodenci, vyvstala potreba nastavenia spôsobu výučby, ktorý by každému
študentovi LF UK vykonávajúcom stáž na NKIM garantovala uniformné podanie informácii
súvisiacich s prednášanou témou.
Za týmto účelom bol v spolupráci s Ústavom simulačného a virtuálneho medicínskeho
vzdelávania LF UK (ÚSVMV LF UK) v roku 2015 pre potreby KNIM zaobstaraný
novorodenecký simulátor HAL 3101. Ide o bezdrôtový a počítačom riadený simulátor
novorodenca v gestačnom veku 40 týždňov s možnosťou nastavenia fyziológie do jedného
roku života. Realistickosť prevedenia (hmotnosť a výška, reálne dychové a srdcové fenomény,
pohyby končatín a hrudníka, vizualizácia cyanózy na slizniciach, pulzy) umožňuje v spojení
s nastavením (pato)fyziologických stavov novorodenca „realizáciu“ širokej škály vyšetrení
a nácvik stabilizácie zdravotného stavu novorodenca.
Novorodenecký simulátor si nekladie za úlohu nahradiť pacienta alebo kliniku. Simulácia je
len približným zobrazením reality a nedokáže plnohodnotne reflektovať osobné praktické
skúsenosti študenta z prostredia s reálnymi pacientami. Na strane druhej výhodou
novorodeneckého simulátora je jeho neoceniteľná pridaná hodnota vo výučbe predmetov
garantovaných NKIM LF UK nakoľko pomocou softwaru, ktorý je súčasťou simulátora,
umožňuje pripraviť rôznorodé scenáre obrazu chorého novorodenca.
Implementovanie novorodeneckého simulátora HAL 3010 do vyučovacieho procesu
na NKIM LF UK a DFNsP v Bratislave sa tak v priebehu krátkej doby ukázalo byť prospešným
pre všetky strany zúčastňujúce sa výučby, tak pre študentov ako aj pre pedagógov.
U študentov sa teší veľkej obľube.
23
OUR EXPERIENCE WITH EXPERIMENTAL
AND CLINICAL ALA-BASED PDT
1,2
2,3
2,3
B. Čunderlíková , A. Mateašík , P. Mlkvý
1
Institute of Medical Physics, Biophysics, Informatics and Telemedicine, MF CU, Bratislava, SR
2
International Laser Centre, Bratislava, SR, 3Oncologic Institue of st. Elisabeth, Bratislava, SR
Introduction
Photodynamic therapy (PDT) with protoporphyrin IX (PpIX) endogenously induced from
5-aminolevulinic acid (ALA) via heme biosynthetic pathway has become a promising non-invasive
treatment for several premalignant and malignant diseases [1,2]. Despite the successful clinical
applications, precise mechanism of PDT-mediated tumor destruction and resistance associated with
PDT under the conditions of a real human tissue have not been fully described. We seek to develop
in vivo relevant in vitro tumor models in the form of three-dimensional (3D) cell cultures to study
ALA-mediated PDT effects under the conditions taking into account complexity of tumor tissue.
Material and methods
To prepare 3D cell cultures, collagen type I and oesophageal cancer or normal oesophageal
immortalized cell lines were utilized. To induce PpIX-induced PDT, 3D cell cultures were incubated
with ALA for 24 hours and subsequently irradiated by LED array system emitting visible light with
emission maximum at 640 nm for 30 or 60 min. To analyze the samples confocal fluorescence
microscopy in combination with staining the samples with fluorescent dyes was applied.
Patients with gastrointestinal adenomas, multifocal or early cancer lesions, intially treated with
ablative argon plasma coagulation (APC), underwent ALA-based PDT. Four hours after oral
application of ALA, local irradiation of lesions was performed with a diode laser system emitting
light at 632 nm. The light was delivered via fibre with cylindrical diffusing tip introduced through
biopsy channel of an endoscope.
Results
We have optimized the procedures of preparation of 3D cell cultures based on collagen type I
from different cell lines as well as methods of visualisation of cellular and intracellular entities within
them. Based on the elaborated protocol distinguishing living and death cellular objects, we found
that different cell lines showed different sensitivity to ALA-mediated PDT in 3D cell cultures. Clinical
outcomes from ALA-based PDT in more than 40 patients with precancerous gastrointenstinal
lesions have shown the lower rate of disease regression compared with group of patients that
were treated only with APC.
Conclusion
3D cell cultures make it possible to study PDT-mediated cell inactivation effects under
the conditions more relevant to real conditions of human tissues. ALA-mediated PDT is effective
in the treatment of flat multifocal gastrointestinal lesions.
Acknowledgement. The work is supported by Vega grant agency within the grant n. 1/0070/16.
References
[1] Peng Q.: Editorial: Photodynamic therapy and detection, J Environ Pathol Toxicol Oncol, 25/2006, ISSN
0731-8898, pp.1–5.
[2] Mlkvý P., Májek J., Jurgoš L., Makovník P., Durdik S.: Endoscopic treatment of precancerous colorectal
lesions and early colorectal cancer. Bratisl Lek Listy 111/2010, ISSN 0006-9248, pp. 50-3.
24
VLIV ZVÝŠENÉHO PARCIÁLNÍHO TLAKU KYSLÍKU NA RŮST
A METABOLISMUS FIBROBLASTŮ – PILOTNÍ STUDIE
1,2
3
4
4
1
J. Dejmek , V. Babuška , M. Marková , J. Kuncová , L. Bolek
1
Ústav biofyziky, LFP UK, Plzeň, ČR, 2Ústav Lékařské biofyziky, LF UPOL, Olomouc, ČR,
3
Ústav lékařské chemie a biochemie, 4Ústav fyziologie, LFP UK, Plzeň, ČR
Úvod
Hyperbarická a zvlášť normobarická oxygenoterapie je běžně používaná podpůrná a terapeutická
léčebná metoda. Její pozitivní či negativní účinky však nejsou podloženy dostatečným poznáním dějů
na buněčné úrovni, není tedy jasné, jak buňky a systémy reagují na nefyziologickou úroveň
rozpuštěného kyslíku v krvi. Navíc nejsou k dispozici vhodné nástroje k vytvoření podmínek
pro studium těchto buněčných dějů in vitro.
Díky spolupráci tří pracovišť LF v Plzni bylo možné provést pilotní experimenty, které měly za cíl
získat představu o oblastech a rozsahu metod, na které je k pochopení těchto dějů nutné se zaměřit,
vybrat vhodné nástroje pro hodnocení, sestavit protokoly pro standardizaci kultivace a také získat
představu o podobě zázemí, ve kterém by bylo možné provádět kontinuální základní výzkum.
Materiál a metody
Pilotní experimenty probíhaly ve třech oblastech. První byla zaměřena na studium vlivu prostředí
s odlišným parciálním tlakem kyslíku na kultivační média s cílem nalézt podmínky, za kterých nebude
docházet ke změnám pH média.
Druhá část experimentů byla zaměřena na porovnání růstových křivek buněčné linie (HFL1)
ovlivňované v průběhu kultivace zvýšenou koncentrací kyslíku (normobarické prostředí o složení 95kPa
pO2 a 5kPa pCO2).
Třetí experimentální část byla zaměřena na optimalizaci kultivace dostatečného množství buněk
pro účely měření mitochondriální respirace na přístroji Oroboros (metoda HRR) a současně sestavení
a optimalizaci vhodného protokolu.
Výsledky
Mezi významné výstupy první skupiny experimentů řadíme zjištění nezbytné přítomnosti pCO2
v atmosféře (5kPa), jinak dochází nejen k signifikantní změně pH média, ale i ke snížení jeho
antioxidační kapacity (např. DMEM). Výsledky dalších pokusů prokázaly, že při zvýšené koncentraci O2
a 5 kPa CO2 nedochází k významnému rozdílu růstu ovlivněných a kontrolních buněk.
Dostatečné množství buněk pro spolehlivé měření spotřeby kyslíku metodou HRR je minimálně
400 000/ml. Lze stanovit mitochondriální respiraci intaktních buněk (tj. s celistvou buněčnou
membránou) i po chemické permeabilizaci digitoninem, kdy se lze zaměřit na podíl jednotlivých
mitochondriálních respiračních komplexů na celkové spotřebě kyslíku. Předběžné výsledky naznačují,
že v obojím uspořádání mají buňky exponované vyšším koncentracím O2 až dvojnásobnou spotřebu
O2 oproti kontrolám.
Závěr
Nedostatek publikací a výsledky provedených pilotních experimentů nás vedou k závěru, že je tato
oblast základního výzkumu vědecky zajímavá a má smysl v ní pokračovat. V současné době
připravujeme standardizovaný pokus s dostatečným množstvím buněk HFL1 pro účely HRR, který
může prokázat, jak významný vliv má normobarická oxygenoterapie na buněčné úrovni.
Podpořeno projekty CZ CZ.1.05/2.1.00/01.0030 „Biomedicínské centrum Lékařské fakulty v Plzni“, reg. č.
CZ.1.05/2.1.00/03.0076 a „CZ.1.05/3.1.00/14.0307 - Nové technologie UP v biomedicíně“
25
DEVELOPMENT OF AN AGENT FOR FLUORESCENCE-GUIDED
SURGERY OF OVARIAN TUMORS
L. Dibdiak, P. Poučková, M. Zadinová, D. Větvička
Charles University in Prague, First Faculty of Medicine, Institute of Biophysics
and Informatics, Prague, CR
Introduction
Real-time detection of tumor margins promises significant impact not only on patient
outcomes, but also on healthcare costs for cancer treatment. We aim to develop
a diagnostic tool for fluorescence-guided surgery of tumors. In this project we focused
on development and testing of biological properties of polymeric carrier designed
for fluorescently guided surgery of ovarian cancer. Actively, by an oligopeptide, targeted
polyethylene glycol delivering fluorescent dye to ovarian tumors.
Material a methods
The probe is based on polymeric nanocarriers specifically targeted against receptor
for folicule stimulating hormone (FSH) expressed on the tumor associated vasculature.
Results
Our experiments clearly shown, that over time the accumulation of specific conjugate
increased. While the binding of the nontargeted conjugate remain at low level. The pilot study
revealed accumulatioon in the tumor and in the bladder. Besides there is a significant
accuuation within the peritoneum. Further detailed studies are needed.
Conclusion
Usage of polymeric carriers targeted by selected peptides for the fluorescence guided
surgery is promising and further detailed studies are needed.
26
VYUŽITÍ STROJOVÉHO UČENÍ PŘI SEGMENTACI KRČNÍ MÍCHY
A JEJÍ APLIKACE PŘI ANALÝZE PARAMETRŮ TENZORU DIFÚZE
1,2
2
3
2
2
M. Dostál , M. Keřkovský , E. Janoušová , E. Němcová , J. Stulík
1
Biofyzikální ústav, Lékařská fakulta, MU, Brno, ČR, 2Radiologická klinika, Fakultní nemocnice
Brno, ČR, 3Institut biostatistiky a analýz, Lékařská fakulta, MU, Brno, ČR
Úvod
Segmentace je v mnoha případech nezbytným krokem pro analýzu obrazových dat. Doposud
bylo publikováno pouze asi 30 různých článků pro segmentaci lidské míchy o různém stupni
automatizace, založených na rozdílných modalitách obrazu a s různou úrovní segementace
(celé míchy nebo i separátně šedé (GM) a bílé (WM) hmoty) [1]. Tato studie se zabývá segmentací
krční míchy pomocí techniky strojového učení.
Materiál a metody
Datový soubor tvořilo 20 zdravých dobrovolníků (16 žen) ve věku 23-40 let (průměr 28 let).
Sekvenci tvořily T2 vážené obrazy v sagitální a axiální rovině a zobrazení tenzoru difúze (DTI) o shodné
geometrii s axiálními T2 váženými skeny s důrazem kladeným na maximální kolmost řezů na míchu.
Úprava obrazů byla provedena pomocí FSL knihovny. K semi-automatické segmentaci byla použita
ITK knihovna implementovaná v softwaru ITK-SNAP, využívající „active contour“ segmentaci a klasifikaci
na základě „Random forest“. Statistika byla vyhodnocena pomocí softwaru Statistica 12 (StatSoft, Inc.).
Segmentaci 20 subjektů a 4krát opakovanou segmentaci 7 subjektů prováděli 3 radiologové
manuálně i semi-automaticky. Podobnost vzniklých binárních obrazů byla určena pomocí
podobnostní metriky (Diceho koeficient, DC) a vzdálenostní metriky (Hausdorfova vzdálenost, HD),
které byly vybrány jako navzájem málo korelující metriky [2]. K popisu intra a inter repeability byl použit
koeficient variace (CoV).
Výsledky
Mediány DC pro T2 data celé míchy, WM resp. GM vycházely 98,4 %, 87,6 % resp. 73,3 %.
Mediánové hodnoty HD byly 0,55 mm, 1,17 mm resp. 2,33 mm. Dle všech parametrů je statisticky
prokazatelně přesnější (p < 0,01) i konzistentnější semiautomatická segmentace celé míchy
v porovnání s manuální segmentací. CoV semi-automatické metody poklesl v průměru z 3 % na 1,5 %
pro intra repeabilitu a z 6,2 % na 2,6 % z pohledu inter repeability oproti manuální segmentaci celé
míchy. Kvalitativní rozdíl při segmentaci DTI dat, WM a GM mezi metodami není statisticky významný,
ale došlo k citelné časové úspoře.
Záver
Námi testovaná semi-automatická metoda se dle našich výsledků řadí mezi nejpřesnější techniky
pro segmentaci míchy. Prokázali jsme vyšší konzistenci opakovaných segmentací celé plochy míchy
na strukturálních obrazech a mírně přesnější na difůzních datech. Proto bude tato metoda použita
v další části studie, kde se zaměříme na vyhodnocení difúzních parametrů u zdravých dobrovolníků
a u pacientů s roztroušenou sklerózou.
Studie byla podpořena projekty MUNI/A/1464/2014 a AZV-15-32133A.
Literatúra
[1] De Leener B., Taso M., Adad J.C.: Segmentation of the human spinal cord, Magn Reson. Mater. Phy. 2015,
DOI 10.1007/s10334-015-0507-2.
[2] Taha A., Hanbury A.: Metrics for evaluating 3D medical image segmentation: analysis, selection, and tool,
BMC Medical Imaging, 2015, DOI 10.1186/s12880-015-0068-x.
27
REGENERÁCIA OSTEOCHONDRÁLNEHO DEFEKTU POMOCOU
HYDROGÉLU OBSAHUJÚCEHO ANTI-CD44 MIKROČASTICE
1
1
1,2,3
4
1,5
E. Filová , V. Lukášová , M. Buzgo , Z. Tonar , A. Litvinec ,
1,4
6
1
1,2
M. Rampichová , J. Beznoska , M. Plencner , A. Míčková ,
1,3
7
7
4
9
J. Benešová , J. Chvojka , M. Soural , A. Králíčková , M. Kuchařová ,
9
4
1,3,5
S. Ďoubal , M. Králíčková , E. Amler
1
Ústav experimentální medicíny VČR, v.v.i., Praha, ČR, 2 Univerzitní centrum energeticky efektivních
budov, Buštěhrad, ČR, 3Ústav biofyziky, 2. Lékařská fakulta UK v Praze, Praha, ČR, 4 Ústav
histologie a embryologie, Lékařská fakulta v PLzni, UK v Praze, Plzeň, ČR, 5CB Bio s.r.o., PrahaDolní Počernice, 6Nemocnice Stefanie a Rudolfa, a. s., Benešov, ČR, 7Technická univerzita v
Liberci, Liberec, ČR, 8Ústav molekulární a translační medicíny, Přírodovědecká fakulta, UP v
Olomouci, Olomouc, ČR, 9Farmaceutická fakulta UK v Hradci Králové, Hradec Králové, ČR
Úvod
Použitie hydrogélových nosičov s autológnymi chondrocytmi alebo mezenchymálnymi
kmňovými bunkami výrazne zlepšilo regeneráciu osteochondrálnych defektov. Použitie
nanovláken a mikročastíc z nanovláken umožňilo zlepšiť biomechaniku nosičov a adhéziu
buniek. Našim cieľom bolo testovať biokompatibilitu mikročastíc pripravených z nanovláken
z polyetylénoxidu (PEO)-chitosanu a polykaprolaktonu (PCL)-chitosanu. Ďalším cieľom bolo
podporiť hojenie osteochondrálnych defektov u králikov pomocou nosiča bez použitia buniek,
do ktorého sme pridali mikročastice u PCL-chitosanu s naviazanou anti-CD44 protilátkou.
Materiál a metódy
Nanovlákana z PEO-chitosanu a PCL-chitosanu boli modifikované polyetylénglykolbiotínom(PEGb) a PEGb-anti-CD44 a bolo hodnotené zloženie mikročastíc pomocou FTIRATR, veľkosť častíc, viabilita a proliferácia fibrochondrocytov a chondrocytov počas 15 dní.
Bunky boli vizualizované na konfokálnom mikroskope po nafarbení DiOC6(3) a propidium
jodidom. Potom boli pripravené nosiče z fibrínu, kolagénu I a mikročastíc A) PCLchitosanPEGb (7 zvierat) alebo B) PCL-ChitosanPEGb-anti-CD44 (8 zvierat), ktoré boli
implantované do osteochondrálneho defektu králika. Ako kontroly boli vytvorené defekty
bez ďalšej liečby (5 zvierat). Po 6 týždňoch od implantácie boli králiky usmrtené a kolená
odobrané, fixované v 10% pufrovanom formalíne a histologicky hodnotené.
Výsledky
PCL-chitosan-PEGb a PEO-chitosan-PEGb-anti-CD44 podporovali rast a viabilitu
fibrochondrocytov a viabilitu chondrocytov. U králikov implantované nosiče s PCL-chitosan-PEGb
ukázali v centre granulačné tkanivo s ostrovčekmi hyalinnej chrupky, zvyšky nosiča
a štatisticky významne viac hyalinnej chrupky ako ďalšie 2 testované skupiny. Naopak, nosiče s PCLChitosan-PEGb-anti-CD44 vykazovali štatisticky významne viac osteokalcínu ako obe ďalšie skupiny.
Kontrolná skupina obsahovala menej osteokalcínu i hyalinnej chrupky ako obe testované skupiny.
Záver
Nosiče v osteochondrálnom defekte s PEO-chitosan-PEGb podporili tvorbu regeneráciu
s obsahom hyalinnej chrupky, a nosiče s PEO-chitosan-PEGb-anti-CD44 stimulovali
osteogénnu regeneráciu.
Projekt bol podporený MŠMT, grantami NPU I: LO1309 a NPU:LO1508, a GAČR ČR, grant č. 15-15697S.
28
APLIKACE NÍZKÝCH TEPLOT V MEDICÍNĚ
L. Forýtková¹, P. Strnad²
1
Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno, ČR
2
DN FORMED Brno s.r.o., Brno, ČR
Úvod
Příspěvek volně navazuje na výsledky a použití metod využívajících nízkých teplot
uváděných na předešlých konferencích a představuje další vývojový stupeň přístroje, který
lze použít v některých dalších specializacích v medicíně.
Materiál a metody
Metody jsou založeny na použití nízkých teplot, CO2 - 78 0C nebo N2O – 89 0C
s aplikacemi různých typů sond pro oftalmologii, gynekologii, gastroenterologii, dermatologii
a urologii pomocí přístroje Cryo – S Electric II. Tento typ přístroje pro kryochirurgii v sobě
spojuje všestrannost, spolehlivost a snadnost použití. Uživatel si může zvolit jeden ze dvou
způsobů ovládání přístroje: pomocí nožního spínače nebo dotykovou obrazovku. Přístroj
rovněž umožňuje vybrat jeden ze dvou nezávislých režimů: automatický nebo manuální.
Výsledky
Uvádějí krátký časy zákroků, bez komplikací, rychlé zotavení dobrý kosmetický efekt,
nízká cena zákroku, není třeba hospitalizace.
Závěr
Tyto metody představují vhodné metody pro aplikacích v uvedených oborech. Výhodou
je použítí vysoce sofistikovaného přístroje s jednoduchou obsluhou, není třeba zakoupení
speciálních přístrojů pro různá použití.
Autoři děkují společnosti Metrum CryoFlex za poskytnutí informací a zkušeností s metodou.
Literatura
[1] FIREMNÍ LITERATURA společnosti Metrum Cryoflex Sp. z oo Sp.k..,Poland
[2] FORÝTKOVÁ, L., STRNAD, P.: Kryostripping ve flebologii. In Sborník, XXXVIII.Dny lékařské
biofyziky,Staré Splavy,květen 2015
[3] FORÝTKOVÁ, L., STRNAD, P.: Aplikace chladu při léčbě bolesti.In Sborník, XXXVII.Dny lékařské
biofyziky.Demänovská Dolina, květen 2014.
29
VZŤAH SOLUBILNÝCH RECEPTOROV PRE KONCOVÉ PRODUKTY
POKROČILEJ GLYKÁCIE K METABOLICKÉMU SYNDRÓMU
U BRATISLAVSKÝCH STREDOŠKOLÁKOV
1,2
1
1
1
R. Gurecká , I. Koborová , M. Csongová , K. Šebeková
1
Ústav molekulárnej biomedicíny LF UK, Bratislava, SR, 2Ústav lekárskej fyziky, biofyziky,
informatiky a telemedicíny LF UK, Bratislava, SR
Úvod
Metabolický syndróm (MS) je definovaný ako súčasný nenáhodný výskyt viacerých
klinických symptómov, ako sú centrálna obezita, inzulínová rezistencia, aterogénna
dyslipidémia a arteriálna hypertenzia. U jedincov s MS je zvýšené riziko vzniku diabetes
mellitus 2. typu a kardiovaskulárnych ochorení, ktoré vzrastá s počtom prítomných znakov
MS. Cieľom tejto práce bolo stanoviť prevalenciu MS a jeho znakov v populácii
stredoškolákov v Bratislavskom samosprávnom kraji, a vyhodnotiť vzťah medzi MS a dvoma
formami receptora pre koncové produkty pokročilej glykácie (RAGE). U dospelých je nízka
koncentrácia sRAGE považovaná za prediktor vzniku kardiovaskulárnych chorôb a celkovej
mortality.
Materiál a metódy
Práca nadväzuje na prierezovú štúdiu “Rešpekt pre zdravie!”. Analyzovali sme údaje
od 2 991 študentov vo veku 14-22 rokov. Na klasifikáciu metabolického syndrómu sme
použili modifikované kritéria Medzinárodnej federácie pre diabetes. Cirkulujúce koncentrácie
sRAGE (solubilný RAGE) a esRAGE (endogénny sekrečný RAGE) sme stanovili pomocou
komerčných ELISA súprav.
Výsledky
Prevalencia MS vo všeobecnej populácii bratislavských stredoškolákov bola 4,98%,
pričom u chlapcov sa MS vyskytoval 2,5-krát častejšie ako u dievčat. Koncentrácia sRAGE
aj esRAGE klesala s počtom znakov MS u oboch pohlaví. U chlapcov bola izolovaná
centrálna obezita a izolovaný zvýšený tlak krvi spojené s nižšou koncentráciou oboch typov
receptorov, v porovnaní s chlapcami bez znaku MS.
Záver
Prevalencia MS v našej štúdii približne zodpovedá dostupným údajom z ostatných
európskych krajín. Odhalili sme inverzný vzťah medzi koncentráciou tak sRAGE, ako
aj esRAGE, a počtom znakov MS. Tento vzťah bol prevažne, no nie výlučne, determinovaný
prítomnosťou centrálnej obezity. Ukázali sme teda, že už počas dospievania sú metabolický
syndróm a niektoré jeho znaky spojené so zmenami v cirkulujúcich koncentráciách sRAGE
a esRAGE. Či by tieto ukazovatele mohli poslúžiť ako markery kardiometabolického rizika
zostáva otázkou pre ďalšie, longitudinálne štúdie.
Štúdia bola podporená Bratislavským samosprávnym krajom, grantami APVV 0447-12 a VEGA 1/0637/13.
30
RAMANOVA MIKROSKOPICKÁ DETEKCE BUNĚČNÉHO PŘÍJMU
TIO2 A AG NANOČÁSTIC V BUŇKÁCH LINIE SVK-14
1
2
2
M. Harvanová , K. Tománková , H. Kolářová
1
2
Ústav farmakologie, Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, ČR
Ústav lékařské biofyziky, Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, ČR
Úvod
Nanočástice (NPs) TiO2 a Ag se, vzhledem ke svým výhodným vlastnostem, stávají
součástí řady kosmetických produktů. Zhodnocení buněčného příjmu by mohlo být jedním
z hodnotících hledisek toxicity nanomateriálu, který může iniciovat oxidativní poškození [1].
V této studii jsme k detekci buněčného příjmu testovaných vzorků NPs TiO2 a Ag buňkami
buněčné linie lidských keratinocytů SVK-14 využili metodu konfokální Ramanovy mikroskopie.
Materiál a metody
Vzorky testovaných NPs byly charakterizovány stanovením průměrné velikosti částic
metodou dynamického rozptylu světla (DLS) a byla stanovena hodnota IC50 testem
metabolické aktivity buněk (MTT). Buňky buněčné linie lidských keratinocytů SVK-14 byly
inkubovány s TiO2 a Ag NPs v růstovém médiu, fixovány a zobrazovány metodou konfokální
Ramanovy mikroskopie. Pro vizualizaci buněk a detekci NPs v intracelulárním prostředí byl
využíván princip jednorozměrného zobrazení pomocí intenzit vibračních pásů specifických
pro biomolekuly buňky nebo studované NPs.
Výsledky
Výsledky Ramanova zobrazení buněk exponovaných studovaným NPs TiO2 a Ag
v růstovém médiu potvrdily předpoklad jejich buněčného příjmu a distribuce v intracelulárním
prostředí. Všechny studované NPs byly přijímány buňkou během kultivace v růstovém médiu.
Výsledky Ramanova zobrazení NPs v buňkách poukázaly na jejich agregaci, ke které
pravděpodobně dochází na buněčné membráně v procesu endocytózy. Předpokládá se, že
cytotoxicita NPs nepřímo úměrně souvisí s jejich velikostí [2]. Ag NPs, vykazují menší agregaci
a daleko významnější cytotoxicitu, naproti tomu hodnoty IC50 u TiO2 NPs poukazují
na významně nižší cytotoxicitu tohoto nanomateriálu. Výsledky by mohly souviset s jeho
významější agregací.
Závěr
Metodou konfokální Ramanovy mikroskopie bylo potvrzeno, že NPs TiO2 a Ag jsou přijímány
buňkami buněčné linie SVK-14. Současně byla detekována agregace NPs v buněčném
prostředí, která by mohla souviset s odlišnými hodnotami cytotoxicity studovaných NPs.
Literatura
[1] Asare , N., Instances, C., Sandberg, W. J., Refsnes, M., Schwartze, P., Kruszwski, M. et al. 2012.
Cytotoxic ang genotoxic effects of silver nanoparticles in testicular cells. Toxicology 291, 65 – 72.
[2] Miethling-Graff, R., Rumpker, R., Richter, M., Verano-Braga, T., Kjeldsen, F., Brewer, J., et al.,
2014. Exposure to silver nanoparticles induces size- and dose-dependent oxidative stress and
cytotoxicity in human colon carcinoma cells. Toxicol. In Vitro 28, 1280–1289.
31
ANALÝZA HODNOTENIA PREDMETU ŠPECIÁLNE PRAKTIKUM
V ŠTUDIJNÝCH PROGRAMOCH BIOMEDICÍNSKA FYZIKA
A BIOFYZIKA A CHEMICKÁ FYZIKA
1
2
I. Haverlík , V. Haverlíková
1
Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, UK, Bratislava, SR
2
Úvod
V magisterskom štúdiu na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského
v študijných programoch Biofyzika a chemická fyzika (BFaCHF) a biomedicínska fyzika (BMF)
sú vo všetkých ich doterajších akreditáciách v prvom a štvrtom semestri zaradené aj predmety
Špeciálne praktikum (2) a (3) resp. Špeciálne praktikum z biomedicínskej fyziky (1) a (2).
Obsahová náplň týchto predmetov je prakticky rovnaká, pozostáva z piatich laboratórnych úloh
v každom semestri [1]. Každú úlohu rieši spoločne dvojica, výnimočne trojica študentov.
Na základe spracovania laboratórnych experimentov každý študent samostatne spracováva
referát. Hodnotí sa práca študentov v laboratóriu a vypracovaný referát.
Príspevok sumarizuje hodnotenie uvedených predmetov jednotlivými vedúcimi úloh
za ostatných 8 rokov a analyzuje využívanie jednotlivých úrovní hodnotenia podľa záväznej
stupnice na vysokých školách.
Materiál a metódy
Pre uskutočnenú analýzu sú podkladom hodnotenia študentov za realizáciu experimentov
a vypracované referáty úloh po jednotlivých semestroch. Porovnané a štatisticky sú vyhodnotené
udelené známky jednak celkove a jednak v závislosti na troch typoch úloh: s dominantne
fyzikálnym obsahom; s dominantne medicínskym obsahom a s dominantne biologickým
obsahom. Celkove bolo spracované hodnotenia 96 študentov od desiatich vedúcich úloh.
Výsledky
Pri hodnotení študentov jednotlivými vedúcimi úloh sú využívané až na nepočetné
výnimky iba dve najvyššie známky A resp. B (vynikajúce výsledky, resp. nadpriemerný
štandard). Hodnotenia E a Fx neboli použité vôbec. Vyskytli sa však aj prípady hodnotenia
typu A+, A∗, A∗∗, ktoré však nemajú oporu v stupnici hodnotenia.
Napriek upozorneniam sa využívanie širšej hodnotiacej škály v nasledujúcich semestroch
prejavilo iba čiastočne.
Záver
Bol potvrdený trend nevyužívania širšej päťstupňovej škály hodnotenia praktickej činnosti
v laboratóriu a vypracovania zodpovedajúcej písomnej formy v prípade predmetov Špeciálne
praktikum (2) a (3) resp. Špeciálne praktikum z biomedicínskej fyziky (1) a (2).
Práca vznikla s podporou projektu KEGA č. 020UK-4/2014 „Inovácia obsahu, foriem a metód
praktických cvičení z biofyziky a lekárskej biofyziky pre štúdium medicíny a biomedicínskej fyziky“.
Literatúra
[1] HAVERLÍK, I. Analýza úloh predmetu Špeciálne praktikum v študijných programoch Biomedicínska fyzika
a Biofyzika a chemická fyzika, In. Lekárska fyzika a biofyzika na začiatku 21.storočia 2: Aplikácie fyziky
v medicíne, Bratislava : Univerzita Komenského, 2015. S. 23, ISBN 978-80-223-3953-7.
32
VSTUPNÉ PREDSTAVY ŠTUDENTOV
O VYBRANÝCH FYZIKÁLNYCH JAVOCH
V. Haverlíková
Úvod
V akademickom roku 2015/16 bolo zisťovanie faktických vstupných fyzikálnych poznatkov [1]
rozšírené o zisťovanie výskytu najčastejších alternatívnych predstáv o vybraných fyzikálnych javoch,
ktoré považujeme za významné z hľadiska ďalšieho štúdia biofyziky: 1. elektrický prúd v jednoduchom
elektrickom obvode, 2. rádioaktívna premena a čas polpremeny, 3. zobrazovanie šošovkou,
4. zmena tlaku kvapaliny a rýchlosti prúdenia pri zmene prierezu nádoby, 5. metódy zvýšenia
presnosti merania, 6. termodynamická rovnováha a subjektívne vnímanie teploty. Hoci alternatívne
predstavy majú silne osobný charakter, ich výskyt je ovplyvnený predošlými skúsenosťami, a teda
aj predchádzajúcim vzdelávaním [2].
Materiál a metódy
Použitý bol písomný test, v ktorom bola každá téma zastúpená 1 otázkou s výberom odpovede.
Analyzované boli odpovede absolventov všeobecných stredných škôl (gymnázií), ktorí tvoria 96 %
študentov všeobecného lekárstva. Znamienkovou schémou pre kontingenčné tabuľky boli
porovnávané odpovede 301 absolventov slovenských (SK), 46 absolventov nemeckých (DE),
44 absolventov poľských (PL) a 20 absolventov gréckych (GR) škôl.
Výsledky
Priemerná úspešnosť bola v skupine SK 2,0 úlohy, DE 1,3 úlohy, PL 0,9 úlohy a GR 1,3 úlohy.
V otázke 1 bol pozorovaný významne menší výskyt správnych fyzikálnych predstáv v skupine PL
(p = 0,05). V otázke 2 bol pozorovaný významne vyšší výskyt správnych predstáv v skupine SK
(p=0,01) a významne nižší výskyt v skupine PL (p = 0,001) a DE (p = 0,01). V otázkach 3 až 5 neboli
zaznamenané významné rozdiely výskytu fyzikálne správnych predstáv v závislosti od krajiny
stredoškolského štúdia. V otázke 6 bol pozorovaný významne menší výskyt správnych fyzikálnych
predstáv v skupine PL (p = 0,05).
V skupine SK sme zaznamenali významne vyšší výskyt správnych predstáv v otázkach 1, 2 a 5
v porovnaní s ostatnými témami (p=0,001). Vo všetkých ostatných skupinách bol významne vyšší
výskyt fyzikálne správnych predstáv v otázke 1 v porovnaní s ostatnými otázkami (p = 0,01).
V porovnaní s ostatnými otázkami bol v skupine DE významne nižší výskyt správnych predstáv
v otázke 4 (p = 0,05) a v skupine PL v otázke 3 (p = 0,05).
Záver
Vstupné predstavy väčšiny študentov o vybraných fyzikálnych javoch nezodpovedajú vedeckým
predstavám. Tvoria tak významnú bariéru ďalšieho biofyzikálneho vzdelávania. Výskyt jednotlivých
mylných predstáv je ovplyvnený krajinou, v ktorej respondenti absolvovali stredoškolské vzdelanie,
čo je potrebné zohľadnené pri ich prekonávaní.
Práca vznikla s podporou projektu KEGA č. 020UK-4/2014 „Inovácia obsahu, foriem a metód praktických
cvičení z biofyziky a lekárskej biofyziky pre štúdium medicíny a biomedicínskej fyziky“.
Literatúra
[1] Haverlíková, V., Kozlíková, K.: Pripravenosť študentov medicíny na štúdium biofyziky z hľadiska vstupných
faktických vedomostí, In: Kozlíková, K. (Ed.) Zborník z konferencie – Lekárska fyzika a biofyzika na začiatku
21. storočia: Aplikácie fyziky v medicíne, LF UK, Bratislava, 2014, s. 38 - 41, ISBN 978-80-223-3761-8
[2] Haverlíková, V.: Alternatívne predstavy žiakov vo fyzikálnom vzdelávaní, Bratislava: Knižničné a edičné
centrum FMFI UK, 2013, ISBN 978-80-8147-005-9. 85 s.
33
BIOSIGNÁLY VE VÝUCE BIOFYZIKY
P. Heřman, J. Tomsa, M. Kráľovič, E. Amler
Ústav biofyziky 2. LF UK v Praze, ČR
Úvod
Biosignály tvoří neodmyslitelnou součást výuky biofyziky. Otázkou je, co vše můžeme zahrnout
pod termín biosignál a jaké biosignály jsou náplní naší teoretické a praktické výuky. Náš příspěvek
klade více takových otázek.
Terminologie
EKG či EEG nepochybně řadíme mezi biosignály. Někteří autoři dělí biosignály na aktivní a pasivní
a tak mezi pasivní biosignály můžeme zařadit např. dopplerovský cévní průtokoměr. Co ale běžné UZ
vyšetření anebo skiagrafie – to také dle definice patří mezi pasivní biosignály? Je vůbec nějaká
hranice mezi biosignály a zobrazovacími metodami?
Kompetence
Při výuce EKG vysvětlíme princip metody, rozdíl mezi bipolárním a unipolárním zapojením,
Einthovenův trojúhelník, výpočet elektrické srdeční osy či HRV z R-R intervalů. Kde však kompetence
biofyziků končí? Máme vysvětlovat projevy fibrilace, extrasystoly a blokády Tawarových ramének?
K sonografickým vyšetřením v biofyzikálním praktiku používáme fantomy, zatímco studenti
projevují přání provádět je i na vlastním těle; my se tomu bráníme ani ne tak z obav z bezpečnostních
rizik, ale u vědomí toho, že bychom nedokázali UZ snímky řádně interpretovat. Existují obavy, že
bychom museli čelit námitkám kliniků, že tím jako učitelé teoretických oborů překračujeme
své kompetence.
Před deseti lety byl vypracován projekt implementace klinické databáze v biofyzikálním praktiku,
kdy by studenti svá data mohli využívat i v dalších ročnících svého studia na fakultě a tak by se jim
i výuka biofyziky stala zajímavější. Projekt byl zamítnut právě z toho důvodu, že biofyzici se mají držet
„svého kopyta“ a nevměšovat se do klinických oborů. (S novými úlohami na biosignály se naskýtá
otázka, zda se o to opět nepokusit.)
EEG × EP
Proto jsme byli zaskočeni dotazem děkana (neurolog), zda v biofyzice seznamujeme studenty
s EEG a že bychom měli. Po zvážení technických problémů přišla na řadu otázka, co by vlastně
mohli studenti v biofyzikálním praktiku na poměrně složitém EEG záznamu vyhodnocovat? Namísto
toho jsme se rozhodli pro vyšetření evokovaných potenciálů kvůli jejich relativně snazší
vyhodnotitelnosti a větší blízkosti k biofyzice.
IP VVV 2016-18
Uspěli jsme v soutěži v rámci Institucionálního plánu pro veřejné vysoké školy pro roky 2016-2018
[1] s naším projektem Modernizace biofyzikálních praktik dle dlouhodobého strategického záměru UK
2016-2020 [2] s rozpočtem 370 tis. Kč, ze kterého nakupujeme: modulární objektivní audiometr
Interacoustic Eclipse s programovým modulem EP15, cévní doppler Multi Dopplex 200 české firmy BTL
a ergometr Elyx7 od firmy Kettler. Přístroje umožňují připojení k PC a další zpracování naměřených dat.
V současné době probíhá příslušná inovace úloh pro biofyzikální praktika.
Literatura
[1] Vyhlášení institucionálního programu pro veřejné vysoké školy pro roky 2016-2018, MŠMT,
online: http://www.msmt.cz/file/36207_1_1/
[2] Dlouhodobý záměr UK 2016-2020, online: http://www.cuni.cz/UK-6912.html
34
VPLYV RESVERATROLU NA ČREVO A JEHO ZÁPAL
1
1
2
1
J. Hlinková , H. Svobodová , S. Wagnerová , M. Kopáni
1
2
Ústav molekulárnej biomedicíny, LF UK, Bratislava, SR
Úvod
Zápalové črevné ochorenia zahŕňajú ulceróznu kolitídu a Crohnovu chorobu. Chrakteristické sú
závažnými poškodeniami sliznice postihujúcimi prevažne pacientov rozvinutých a rýchlo sa
rozvíjajúcich krajín [1]. Železo býva prítomné v oblastiach rakovinového bujnenia i zápalu,
kde napomáha rastu baktérií [2]. Resveratrol (RSV) je prírodný polyfenol, nachádzajúci sa mnohých
rastlinách, medzi inými v hrozne, s dokázanými protizápalovými účinkami [3]. Vo viacerých štúdiách
bol jeho efekt preukázaný aj vo zvieracích modeloch kolitídy [4]. V tomto pokuse sme sa sústredili
na vplyv RSV na zápal čreva v kombinácii s prítomnosťou železa v sliznici čreva. Predpokladali
sme, že RSV bude znižovať mieru zápalu a poškodenia čreva aj prítomnosť železných zhlukov.
Materiál a metódy
Myši kmeňa C57BL/6 (21 samíc a 17 samcov) boli udržiavané v kontrolovaných podmienkach
s 12/12 hodinovým cyklom, ad libitum prístupom k vode a potrave. Vo veku 14. týždňov boli
náhodne rozdelené do 3 skupín podľa pohlavia. Kontrolnej skupine bola ad libitum podávaná voda,
ďalším dvom skupinám bola navodená kolitída vodným roztokom 1,5% dextrán sulfátu sodného
(DSS) miesto pitnej vody počas 12 dní. Posledný deň bola všetkým skupinám podávaná voda.
Skupina RSV bola vytvorená podávaním RSV rozpustenom v 50% etanole v koncentrácii
100mg/kg odo dňa 0 po deň 11 gastrickou sondou. Myšiam bola denne kontrolovaná hmotnosť a
stolica, hovoriace o postupe vývoja kolitídy. Myši boli usmrtené v deň 13 a boli im odobraté vzorky
čreva do 4% formalínu. Vzorky boli štandardne histologicky spracované a farbené hematoxylíneozínom na prejavy zápalu a HCl a ferokyanidom draselným na prítomnosť železa. Zhluky železa
boli prepočítané priemerne na vzorku na skupinu a výsledky boli štatisticky analyzované
dvojfaktorovou analýzou variancie.
Výsledky
Železo sa častejšie objavovalo v extracelulárnych štruktúrach. Vo vzorkách DSS skupiny sme
ho pozorovali vo zvýšenej miere oproti kontrolnej skupine. U samíc mal RSV tendenciu znižovať
výskyt železných zhlukov, u samcov, naopak, zvyšovať železné zhluky so signifikantným rozdielom
v svalovine. Najčastejšie sme pozorovali železo v klkoch, menej často v svalovine a najmenej
v submukóze čreva.
Záver
Resveratrol má vplyv na výskyt železa v čreve v myšacom modeli kolitídy.
Ďakujem pracovnému kolektívu dr. Romana Gardlíka z Ústavu molekulárnej biomedicíny.
Literatúra
[1] Loddo I., Romano C.: Inflammatory Bowel Disease: Genetics, Epigenetics, and Pathogenesis. 2015 Front. Immunol., 6,
pp. 6–11.
[2] Wessling-Resnick M.: Iron Homeostasis and the Inflammatory Response. Annu. 2010 Rev. Nutr., 30(44) pp. 105–122.
[3] Brisdelli F., D’Andrea G., Bozzi A.: Resveratrol: A Natural Polyphenol with Multiple Chemopreventive Properties. 2009 Curr.
Drug Metab. 10(6) pp. 530–546.
[4] Cui X., Jin Y., Hofseth A. B., Pena E., Habiger J., Chumanevich A., Poudyal D., Nagarkatti M., Nagarkatti P. S., Singh U.
P., Hofseth L. J.: Resveratrol suppresses colitis and colon cancer associated with colitis. 2010 Cancer Prev. Res. 3(4) pp.
549–559.
35
STUDIUM MECHANISMU ÚČINKU NANOČÁSTIC STŘÍBRA
A STŘÍBRNÝCH IONTŮ IN VITRO
1
1
2
3
J. Jiravová , K. Bartoň Tománková , M. Harvanová , A. Panáček ,
1
H. Kolářová
1
Ústav lékařské biofyziky, LF UP v Olomouci, ČR
2
Ústav farmakologie, LF UP v Olomouci, ČR
3
Katedra fyzikální chemie, PřF UP v Olomouci, ČR
Úvod
Nanočástice stříbra (AgNPs) patří k nejčastěji používaným nanomateriálům díky svým
jedinečným vlastnostem Vzhledem k širokému využití v praxi se předpokládá průnik
do životního prostředí, kde je jejich působení zatím do značné míry neznámé. Mechanismus
účinku na živé organismy také nebyl zatím zcela objasněn.
Materiál a metody
V této studii byly testovány AgNPs o velikosti 27 nm vyrobené Tollensovou metodou.
K charakterizaci a zobrazování AgNPs byly použity fyzikálně-chemické metody (TEM, DLS,
AFM a spektrofotometrie). Mechanismus účinku AgNPs a Ag+ byl sledován na dvou
experimentálních modelech (rostlinných a savčích buňkách).
K experimentům byly vybrány 2 nenádorové buněčné linie - lidské keratinocyty (SVK14)
a myší fibroblasty (NIH3T3). Průnik AgNPs do buněk byl ověřen Ramanovou spektroskopií.
K vyhodnocení cytotoxicity a genotoxicity AgNPs a Ag+ byly použity in vitro testy (MTT test
životnosti, produkce ROS, lipidická peroxidace, poškození DNA, typ buněčné smrti).
Pro testování toxicity AgNPs a Ag+ na rostlinných buňkách byly vybrány tři genotypy
Solanum spp. (S. lycopersicum cv. Amateur, S. chmielewskii, S. habrochaites). Po aplikaci
AgNPs a Ag+ byla sledována životaschopnost rostlinných buněk, aktivita peroxidázy (POX)
a peroxidace lipidů (LPOX).
Výsledky
Buněčná linie NIH3T3 vykazovala vyšší citlivost vůči AgNPs a Ag+ než buněčná linie
SVK14. AgNPs byly detekovány v jádře buněk NIH3T3, došlo k poškození DNA a zvýšil
se počet apoptotických a nekrotických buněk. Ze tří genotypů Solanum spp. byl k aplikaci
AgNPs nejcitlivější genotyp S. habrochaites. U tohoto genotypu byly zaznamenány nejvyšší
hodnoty POX a LPOX. Zvýšené hladiny ROS byly pravděpodobně příčinou pozorovaného
poškození membrán.
Závěr
Bylo zjištěno, že cytotoxické a genotoxické účinky AgNPs nezávisí jen na vlastnostech
nanočástic, ale také na typu buněk, na které jsou nanočástice aplikovány.
Práce vznikla za podpory grantů IGA_LF_2016_013 a LO1304.
36
ZMĚNY TOKU KRVE V ARTERIA RADIALIS MLADÝCH
DOSPĚLÝCH PO ZÁTĚŽI
T. Jůza, D. Vlk
Biofyzikální ústav LF MU Brno, ČR
Úvod
Účelem práce je popsat a kvantifikovat změny toku krve v arteria radialis po lokální zátěži
paže. Základní předpokladem byl signifikantní nárůst rychlosti toku krve ihned po ukončení
cvičení, především pak střední rychlosti. Sledovány byly změny mezi levou a pravou rukou
a také rozdíl této změny mezi ženami a muži.
Materiál a metody
Měření se zúčastnilo 39 probandů (20 žen a 19 mužů). Charakteristika skupiny: věk
19 ± 2 let, výška 170,3 ± 7,3 cm, hmotnost 62,7 ± 7,8 kg. Každý subjekt byl před zahájením
seznámen s náplní experimentu. K měření byl použit dopplerovský přenosný ultrazvukový
přístroj Hadeco Bidop ES-100V3 se standardní sondou s frekvencí 5 MHz a nahrávacím
softwarem Smart-V-LinkTM. Sonda byla umístěna manuálně pod úhlem okolo 60° k dlouhé
ose předloktí mířící na průběh vřetení tepny v proximálně 1-3 cm od radiokarpálního kloubu.
Měření byla prováděna nejprve v klidu a bezprostředně po lokální zátěži (jednoruční zvedání –
ohýbaní paže v lokti - 6 kg těžké činky po dobu cca 1 minuty dle schopností probanda). Dále
byl sledován postupný návrat ke klidovým hodnotám v definovaných časech. Stejný protokol
byl uplatněn po několikaminutové přestávce i pro druhou paži.
Výsledky
Hodnoceny byly především zátěžové změny maximální a střední rychlosti proudění krve
a dále pulsační index (PI). V porovnání s klidovou hodnotou jsou statisticky významně zvýšeny
hodnoty maximální i střední rychlosti proudění krve (p<0,05). PI se proti tomu významně snížil
(p<0,05). Pro celou skupinu probandů je průměrný procentuální nárůst maximální rychlosti
o 37,5 %, střední rychlosti 248 % a průměrný pokles PI -53 %. Při porovnání hodnot z levé
a pravé arterie nebyl nalezen statisticky významný rozdíl. Naproti tomu byl nalezen rozdíl
v procentuální změně PI mezi muži a ženami (p<0,05). Pokles tohoto indexu je větší u skupiny
žen: 58,9 % v průměru než u skupiny mužů: 46,9 %. Zajímavé je, že hodnocené změny byly
u mužů větší na pravé paži a u žen na levé.
Závěr
Bylo potvrzeno, že lokální fyzická zátěž paže vede k bezprostředním změnám v rychlosti
proudění krve v příslušné arteria radialis. Dále se také ukázalo, že tato změna při použití
neindividualizované zátěže je výraznější u žen. Nápadnou a pravidelnou byla také změna
v křivce závislosti rychlosti proudění krve na čase. Pozátěžový pilovitý průběh ukazuje
nejvýraznější změny v hodnotách střední rychlosti.
37
VYUŽITÍ BIOFYZIKÁLNÍCH METOD PŘI STANOVENÍ RIZIKA
PREEKLAMPSIE V 1. TRIMESTRU GRAVIDITY
A. Kestlerová, J. Beneš, J. Madar, I. Špálová, M. Pešková J. Běláček,
M. Macek sr.
Ústav biofyziky a informatiky, Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky,
1.LF UK a VFN, Praha, ČR
Úvod
Preeklampsie (PE) je významnou příčinou mateřské úmrtnosti a nemocnosti. Předpokladem pro
rozvoj preeklampsie je přítomnost buněk trofoblastu v krevním oběhu matky, což dokazuje klíčovou
roli imunitních mechanizmů v patofyziologickém řetězci. Jedním z posledních trendů prenatální
diagnostiky je kombinace placentárního růstového faktoru (PlGF) a dopplerovského ultrazvuku.
Materiál a metody
PlGF (Delfia Xpress) s dopplerovským ultrazvukem (průměr pulzatilního indexu tepen
dělohy - MPI-UTA) byly vyšetřeny u 600 těhotných žen. Z těchto těhotných bylo v rámci
výběru rovnocenných velikostí patologických skupin (dle vývoje ve 3. trimestru) vyšetřeno
metodou ELISA 88 na sérové autoprotilátky proti kardiolipinům IgG (ACLA-G) a IgM (ACLA-M).
Statistické signifikance výsledků byly vyhodnoceny pomocí ANOVY, Fischer LSD
Post-Hoc testu, χ -kvadrát testu v kontingenční tabulce a pro detailnější charakteristiku ACLA
byla vypracována ROC analýza.
Výsledky
Hladiny PlGF pro 3., 5., 25., 50., 75. a 95. precentil v 9. a 13. týdnu u našich těhotných
odpovídají daným hladinám percentilů zveřejněných firmou Perkin Elmer. Lineární nárůsty PlGF
v 9. a 13. týdnu byly rovněž totožné s publikovanými údaji a u pacientek s PE byly jejich
hladiny významně sníženy (p <0,0001) ve srovnání s fyziologickou graviditou.
U pacientek, kde se ve třetím trimestru rozvinula preeklampsie, bylo v prvním trimestru
zvýšeno procento ACLA-G pozitivity (p <0,001), zatímco u žen, u nichž se později rozvinuly
jiné patologie, bylo vyšší pouze procento ACLA-M pozitivity (p <0,001).
ROC analýza ukazuje, že ACLA-G byly pozitivní v 25% preeklampsií a neobjevila se
pozitivita u jiných patologických stavů (senzitivita 25%, specificita 98,6%, PPV 80%, NPV
85,5%). ACLA-M naopak nebyly pozitivní u žádné ženy s následnou preeklampsií, pouze
u 14,9% jiných patologií (senzitivita 14,9%, specificita 100%, PPV 100%, NPV 28,6%).
Závěr
Studie ukazuje vhodné markery, které mohou přispět ke stanovení rizika rozvoje
preeklampsie v graviditě. Abnormální poměr MPI-Uta a PlGF je u PE běžný. Výsledky přinášejí
důkazy o inverzním vztahu mezi mírou snížení hladiny PlGF a klinickou závažností
preeklampsie. Výskyt ACLA-G v prvním trimestru může naznačovat riziko preeklampsie,
zatímco přítomnost ACLA-M v prvním trimestru je spojena s rozvojem ostatních patologií.
Poděkování:
Ráda bych poděkovala panu prof. MUDr. Tomáši Zimovi, DrSc. za pomoc a podporu při realizaci
této studie. Studie byla finančně podpořena z těchto zdrojů:
PRVOUK–P25/LF1/2, MZČR–RVO–VFN 64165, FNM 64203, CZ.2.16/3.1.00/24022, IGA NT13770
38
VPLYVY PROSTREDIA A DRUHU POUŽITEJ MOBILNEJ SIETE
NA VYŽAROVANIE Z MOBILNÉHO TELEFÓNU
1
1
1
1
2
1
M. Kohan , S. Koričarová , J. Mišek , M.Veterník , V. Jakušová , J. Jakuš
1
2
Ústav lekárskej biofyziky, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, UK v Bratislave, SR
Ústav verejného zdravotníctva, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, UK v Bratislave, SR
Úvod
Prenos informácii sa realizuje vo zvýšenej miere cez mobilné rádiové siete. Nie je zatiaľ
potvrdené či je tento druh prenosu informácií zdravotným rizikom pre obyvateľstvo. Cieľom
práce bolo zistiť rozdiely v elektrickej intenzite (E) elektromagnetického poľa (EMP) nameranej
v sieťach 2G a 3G a zmeny E v prostrediach s rôznym tienením.
Materiál a metódy
V marci 2016 sme v priestoroch JLF UK v Martine zisťovali E mobilného telefónu (MT)
širokopásmovým snímačom EMP NARDA 550 (Nemecko) v pásme 100 kHz – 3 GHz. Použitý bol
MT BlackBerry Leap, ktorý slúžil ako prijímač, bol spolu s meracím prístrojom upevnený na kamerový
statív vo výške 180 cm od zeme. Ako iniciálny MT slúžil Nokia Lumia 620. Podľa odporúčaní ICNIRP
(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) z roku 1998 sú namerané hodnoty
priemerované v čase 6 min. intervalu. Merali sme v interiéri JLF UK – v kancelárii a kryte civilnej
ochrany, ako aj v exteriéri JLF UK. Tak isto sme porovnávali 2G a 3G siete s telefonovaním
a prenosom dát medzi oboma telefónmi. Merali sme aj hodnoty „pozadia“ vo všetkých priestoroch.
Pri prenose dát sme použili aplikáciu Skype verzie 7.4.85.102 (Skype Technologies, U.S.A.).
Výsledky
Z počtu 135 meraní boli vypočítané celkové priemerné E z vysielaného MT – pri 2G sieti
30,95 V/m a 3G sieti 4,22 V/m. Pri telefonovaní s využitím 2G siete boli namerané v exteriéri
15,57±3,83 (V/m), v kancelárii 16,16±4,65 (V/m) a kryte 35,59±3,85 (V/m). Pri telefonovaní
s využitím 3G siete boli priemerné E v exteriéri 1,35±0,13 (V/m), v kancelárii 1,61±0,33 (V/m)
a v kryte 5,71±2,66 (V/m). Pri prenose mobilných dát s využitím 2G siete sme namerali
v exteriéri 30,41±2,39 (V/m), v kancelárii 45,46±8,39 (V/m) a v kryte 46,94±5,08 (V/m).
Pri prenose mobilných dát s využitím 3G siete sme namerali v exteriéri 1,98±0,71 (V/m),
v kancelárii 4,3±1,46 (V/m) a v kryte 10,32±3,58 (V/m).
Záver
Naše zistenia poukazujú na štatisticky signifikantné rozdiely (p˂0,05-0,01) E produkované
MT pri porovnaní 2G a 3G sietí ako aj medzi prenosom mobilných dát a telefonovaním.
Namerané hodnoty tienených priestorov vykazovali značné zvýšenie elektrickej intenzity voči
exteriéru (pri telefonovaní dvojnásobne a pri prenose dát až trojnásobne). Pri nízkych
hodnotách signálu v tienených priestoroch sa zvyšuje elektrická intenzita EMP.
Táto práca bola podporovaná „Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV0189-11“ (prof. Jakuš).
Literatúra
[1] Jakušová V.: Ultrafialové žiarenie a mobilná komunikácia. Samosato, Bratislava, 2009, ISBN 97880-89464–00-5.
[2] ICNIRP:guidelines for limiting exposure to time-varying electric and magnetic and electromagnetic
field (up to 300 GHz). 1998
39
MOŽNOSTI VYUŽITÍ ADAPTIVNÍHO TESTOVÁNÍ ZNALOSTÍ
STŘEDOŠKOLSKÉ FYZIKY
1,2
1
3
4
M. Komarc , J. Kymplová , E. Kvašňák , V. Mornstein ,
1
6
7
2
1
Z. Kubeš , J. Zeman , H. Sochorová , P. Heřman , I. Harbichová ,J. Běláček
5
1
Ústav biofyziky a informatiky, 1. LF UK v Praze, ČR, 2FTVS UK v Praze, ČR, 3Ústav lékařské biofyziky a
lékařské informatiky, 3. LF UK v Praze, ČR 4Biofyzikální ústav, LF MU Brno, ČR, 5Ústav biofyziky, LFP UK, ČR,
6
Katedra biomedicínských oborů LF OU, ČR, 7Ústav biofyziky 2. LF UK v Praze, ČR
Úvod
V rámci testování znalostí fyziky u studentů lékařských oborů (ať už se jedná o příjimací řízení
či orientační testování středoškolských znalostí, které již tradičně probíhá na několika biofyzikálních
ústavech) se zatím v ČR využívá v podstatě výhradně tzv. lineární formát testování – tedy všichni
testovaní odpovídají na všechny otázky v testu. Rozvoj psychometrické teorie v posledních
desetiletích umožňuje efektivní využití tzv. adaptivního testování (AT), při kterém jsou otázky vybírány
na základě předešlých odpovědí testovaných osob tak, aby se maximalizovala přesnost měření.
Vzhledem k tomu, že obvykle je administrováno méně otázek, než obsahuje celý test, nabízí AT
možnost zvýšení efektivity celého procesu testování. Cílem tohoto příspěvku bylo ověření užitečnosti
AT při orientačním testování středoškolských znalostí z fyziky u studentů 1. ročníků.
Materiál a metody
Pro simulaci AT byly využity odpovědi studentů (N=1012) 1. ročníků zainteresovaných biofyzikálních
ústavů v testu z roku 2014, který měl za cíl zmapovat středoškolské znalosti fyziky. Test obsahoval
32 otázek, pro které byly s využitím 2-parametrického logistického modelu spočítané parametry (obtížnost
a diskriminativnost) potřebné pro AT. U testovaných osob byl simulován proces AT, přičemž výběr položek
byl prováděn na základě Fisherovy informační funkce a pro odhad úrovně znalostí byla využitá metoda
maximální věrohodnosti (van der Linden, Pashley, 2010). Simulace a následné analýzy byly provedeny
ve statistickém prostředí R.
Výsledky
Výsledky odhalily, že pro orientační zhodnocení (při reliabilitě získaných odhadů rel ≤ 0,7)
středoškolských znalostí z fyziky u studentů 1. ročníků může být adaptivní administrace otázek
z daného testu celkem užitečná. Při akceptovatelné přesnosti (rel=0,7) byl průměrný počet
administrovaných otázek 15,8 (SD=7,4), což je méně než polovina z původních 32 otázek v testu.
Úroveň znalostí u testovaných osob odhadnutá na základě adaptivního testování vysoce
korespondovala s úrovní znalostí získaných pomocí celého testu (Pearsonův r=0,97, což potvrzuje,
že vhodnou administrací můžeme i při ušetření značného počtu otázek dospět k velice podobným
výsledkům, jako při využití celého testu.
Závěr
Vzhledem k výsledkům je možné tvrdit, že AT představuje možnost zefektivnění (zkrácení času)
a tedy i zpřesnění (snížení únavy, nepozornosti či nudy testovaných) měření znalostí středoškolské
fyziky u studentů 1. ročníků lékařských fakult. Vzhledem k příznivým výsledkům naší simulační studie
by bylo vhodné ověřit užitečnost AT středoškolských znalostí z fyziky u studentů 1. ročníků v reálných
podmínkách.
Tento příspěvek vznikl za podpory projektů: PRVOUK 39 a SVV 2016 – 260346.
Literatura
[1] van der Linden, W., J., Pashley, P., J. (2010). Item selection and ability estimation in adaptive testing.
In W. J. van der Linden & C. A. Glas (Eds.), Elements of Adaptive Testing. New York, NY: Springer
40
SPOLOČNÝ POSTUP VEDECKO-VÝSKUMNÝCH PRACOVÍSK
SLOVENSKÝCH VYSOKÝCH ŠKÔL NA AKTUALIZÁCII SYLABU
POVINNE VOLITEĽNÉHO PREDMETU
“PRINCÍPY ELEKTRONICKÉHO ZDRAVOTNÍCTVA“
NA LF UK V BRATISLAVE
M. Kopáni, E. Kráľová
Ústav lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny LF UK v Bratislave, SR
Úvod
Cieľom elektronického zdravotníctva je prostredníctvom elektronizácie a informačných
a komunikačných technológií (IKT) poskytnúť správne informácie v správny čas, na správnom
mieste, vo všetkých etapách a procesoch starostlivosti o zdravie občanov, čo výrazne
prispeje k zlepšovaniu zdravotnej starostlivosti, a tým aj k zvyšovaniu kvality života občanov.
Elektronické zdravotníctvo má zároveň priniesť zvýšenie efektivity a kvality poskytovaných
služieb, výrazné finančné úspory, ktoré môžu byť využité v systéme poskytovania zdravotnej
starostlivosti.
Cieľ
Dôležitou súčasťou elektronického zdravotníctva je vzdelávanie a kvalitná príprava lekárov
v pregraduálnej i postgraduálnej výučbe. Na LFUK v Bratislave naše pracovisko od roka 2010
organizačne a metodicky zabezpečuje výučbu povinne voliteľného predmetu (PVP) “Princípy
elektronického zdravotníctva“ v rozsahu 24 výučbových hodín. Cieľom tohto predmetu
je pripraviť študentov LFUK na ich budúce povolanie lekára, v ktorom budú mať čoraz
dôležitejšiu úlohu IKT, elektronizácia diagnostických a terapeutických metód a ich využitie.
Výučba predmetu “Princípy elektronického zdravotníctva“ prebieha formou prednášok
a praktických ukážok aplikácií elektronického zdravotníctva, ktoré sa už používajú
v Slovenskej republike a v zahraničí. Tomu zodpovedá aj tematické zameranie prednášok
seminárov.
Materiál a metódy
•
•
•
Zabezpečiť aktualizáciu sylabu PVP „Princípy elektronického zdravotníctva“.
Nadviazať na doterajšiu spoluprácu so špičkovými odborníkmi v oblasti elektronizácie
zdravotníctva na slovenských vysokých školách.
Zabezpečiť výučbu PVP v interdisciplinárnej spolupráci na vysokej odbornej úrovni
zodpovedajúcej súčasnému stavu elektronizácie zdravotníctva v SR i v zahraničí.
Výsledky
V spolupráci s partnerskými pracoviskami sme zabezpečili aktualizáciu sylabu PVP
„Princípy elektronického zdravotníctva“ nasledovne:
•
•
moderné medicínske vzdelávanie pomocou funkčných modelov ľudského tela –
simulátorov (Ústav simulačného a virtuálneho medicínskeho vzdelávania LFUK
v Bratislave);
práca s elektronickou zdravotnou kartou využitie 3D tlače v zubnom lekárstve
a kardiochirurgii (Klinika stomatológie a maxilofaciálnej chirurgie LFUK a OÚSA
v Bratislave);
41
•
•
•
•
monitoring pacientov pomocou biosenzorov (Ústav elektroniky a fotoniky FEI STU
v Bratislave);
neurónové siete a ich potenciálne využitie v medicíne (Katedra aplikovanej informatiky
Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave);
integrácia telemedicínskych technológií do medicínskej praxe a ich prínosy (Ústav
robotiky a kybernetiky FEI STU v Bratislave);
zobrazovacie metódy v medicínskom výskume a praxi (Ústav lekárskej fyziky,
biofyziky, informatiky a medicíny LFUK v Bratislave).
Záver
Na PVP “Princípy elektronického zdravotníctva“ sa každoročne prihlasuje cca 25
študentov LF UK, najmä zahraničných, ktorí študujú v anglickom jazyku, čo predstavuje
maximálny počet aj vzhľadom k existujúcim kapacitám zúčastnených vedeckopedagogických pracovísk. Zvýšený záujem zahraničných študentov o tento predmet si
vysvetľujeme tým, že v ich domovských krajinách je elektronické zdravotníctvo už dnes
realitou.
Elektronické zdravotníctvo je výzvou súčasnosti aj na Slovensku, keďže podľa najnovších
informácií má byť elektronický zdravotný záznam a elektronická zdravotná knižka poistenca
realitou do konca roka 2017, čiže čoskoro bude elektronické zdravotníctvo neoddeliteľnou
súčasťou lekárskej starostlivosti nielen v zahraničí, ale i u nás.
Príspevok je súčasťou riešenia GP KEGA MŠVVaŠ SR 052UK- 4/2013 a 003UK- 4/2016.
Literatúra
[1] KRÁĽOVÁ, E., TRNKA, M. 2015. Spektrum informačných zdrojov z biomedicínskeho prostredia &
výmena teoretických a klinických poznatkov. Praha: Evropská asociace pro fototerapii, 2015, 282 s.
[2] LEHOCKI, F. 2012. Národné centrum telemedicínskych služieb. In: Formy a prostriedky vzdelávania
na podporu prevencie chorôb I. eHealth. Kráľová, E., Trnka, M. (Eds.). Bratislava : Asklepios, 2012.
s. 56-60. ISBN 978-80-7167-168-8.
[3] THURZO, A. 2011. Trojdimenzionálny záznam, jeho vizualizácia a 3D tlač v ortodoncii. Ortodoncie,
Roč. 20, č. 3, 2011, s. 148-163. ISSN 1210-42723.
[4] VAVRINSKÝ, E. et al. 2015. Simultánne meranie EMG, MMG a EIM pomocou bezdrôtového Holtera.
In: Spektrum informačných zdrojov z biomedicínskeho prostredia & výmena teoretických a klinických
poznatkov. Kráľová, E., Trnka, M. (Eds). Praha: Evropská asociace pro fototerapii, 2015, 282 s.
[5] VITOVIČ, P., PAKOSOVÁ, L., MATLAHOVÁ, K. 2015. Využitie pacientskych simulátorov vo výučbe
medicíny. In: Spektrum informačných zdrojov z biomedicínskeho prostredia & výmena teoretických a
klinických poznatkov. Kráľová, E., Trnka, M. (Eds). Praha: Evropská asociace pro fototerapii, 2015,
282 s.
[6] VITOVIČ, P., PAKOSOVÁ, L., MATLAHOVÁ, K. 2015. Biosenzory a ich využitie v medicíne. In:
Spektrum informačných zdrojov z biomedicínskeho prostredia & výmena teoretických a klinických
poznatkov. Kráľová, E., Trnka, M. (Eds). Praha: Evropská asociace pro fototerapii, 2015, 282 s.
42
IRON PARTICLES IN HUMAN BODY
1
1
1
1
2,3
M. Kopáni , H. Svobodová , J. Hlinková , M. Trnka , M. Miglierini ,
4
R. Boča
1
Institute of Medical Physics, Biophysics, Informatics and Telemedicine, Faculty of Medicine,
Comenius University, Bratislava, SR, 2Institute of Nuclear and Physical Engineering, Slovak
University of Technology, Bratislava, SR, 3Regional Centre of Advanced Technologies and
Materials, Palacky University, Olomouc, CR, 4Department of Chemistry, FPV, University of SS
Cyril and Methodius, Trnava, SR
Abstract
Iron as essential chemical element is part of many proteins used for myelin production,
synthesis and metabolism of neurotransmitters. Crystalline form of iron can be found
in human body mainly in the form of ferritin. Under some conditions aggregation of ferritin
occurs resulting in formation of various iron oxide particles – magnetite/maghemite,
lepidocrocite or hematite. Samples taken from the human spleen and globus pallidus
of human brain were investigated by histochemical methods and scanning (SEM),
transmission electron microscopy (TEM) with diffraction, Mössbauer spectrometry (MS),
and SQUID magnetometry. SEM investigation reveals iron-rich micrometer-sized aggregate
of various structures in all samples. TEM and electron diffraction reveals various iron oxide
structures: ferritin, aggregates of ferritin, hematite and magnetite particles from 2 µm to 6 µm.
SQUID magnetometry showed three classes of samples in terms of their magnetic
susceptibility. The findings of crystalline, well defined solid structure support view
of biologically partly highly regulated mineralization. Investigation of iron in human tissues
and cells can be important from the view of diagnosis by magnetic resonance imaging
or effects of interaction between electromagnetic radiation and cells mainly in human brain.
43
3D TISK IMPLANTÁTŮ – NÁVRH, VÝROBA, TESTOVÁNÍ
M. Kopeček, J. Záhora, M. Smutný, A. Bezrouk
Ústav lékařské biofyziky, Lékařská fakulta UK v Hradci Králové, ČR
Úvod
V dnešní době se stále více v medicínských oborech prosazují nejmodernější technologie
3D tisku umělých náhrad. Tuto problematiku jsme se pokusili studentům přiblížit praktickými
ukázkami.
Materiály a metody
Bylo vytvořeno měřící pracoviště, kde za pomocí stereolytografické 3D tiskárny, 3D
skeneru, modelovacího ramene a specializovaného SW studenti pracují na návrhu a realizaci
umělých kostních náhrad. Studenti využívají reálná vstupní data získaná z CT, prakticky
si ověřují vlastnosti a trvanlivost vytvořených implantátů a porovnávají různé návrhy a výrobní
postupy pro technologii 3D tisku. Testované součásti jsou vyrobeny technologie DLP
s využitím speciálních materiálů na bázi fotopolymerní pryskyřice. Trvanlivost vytvořených
implantátů a jejich destruktivní mechanické vlastnosti jsou testovány na tahovém/ tlakovém
zařízení.
Výsledky
Byla otestována funkčnost jednotlivých zařízení a pracovních postupů. Dle zadání byly
úspěšně vytisknuty testovací implantáty. Na vybraném vzorku studentů byla ověřena kvalita
použité didaktické metodiky.
Závěr
Podařilo se vytvořit funkční pracoviště a ověřit správnost vybraných komponent projektu.
Studenti se seznámili s technologií fotopolymerizace, osvojili si základní znalosti z testování
zatížení a deformací. Projekt byl úspěšně zaveden do výuky mezi volitelné předměty
na Ústavu lékařské biofyziky.
Děkuji za finanční prostředky na řešení projektu získané z vnitřní soutěže v rámci institucionálního plánu
LFHK na rok 2015 s podporou MŠMT.
44
MOŽNOSTI POUŽITÍ APLIKACE MOODLE MOBILE V BIOFYZICE
D. Kordek
Ústav lékařské biofyziky, Lékařská fakulta UK v Hradci Králové, ČR
Úvod
S ohledem na rozvoj techniky rostou také možnosti pedagogů využívat moderní
technologie ve vzdělávání. Velmi často přichází tlak na použití těchto technologí přímo
od studentů. Dochází zejména k velkému nárůstu používání mobilních zařízení
(např. mobilních telefonů, tabletů, čteček,…), tomu je třeba přizpůsobit zejména výukové
materiály. Cílem preznentace je tedy informovat o možnosti využití LMS Moodle právě
na mobilních zařízeních.
Materiál a metody
LMS (learning management system) Moodle je softwarový balíček pro tvorbu výukových
systémů a elektronických kurzů na internetu. Moodle je poskytován zdarma jako otevřený
software spadající pod obecnou veřejnou licenci GNU. Tyto výukové materiály je pak možné
užívat formou e-learningu na počítačích. Pro mobilní zařízení existuje dnes možnost použití
aplikace Moodle Mobile, která je k dispozici pro Mac OS, Android i Windows Phone.
Tato aplikace je optimalizovaná pro mobilní zařízení, a uživatel může některé materiály
používat bez připojení k internetu.
Výsledky
Výsledkem příspěvku bude ukázka použití e-learningového kurzu (s fyzikální tématikou)
přímo v aplikaci Moodle Mobile. Přičemž kurz bude optimalizován právě pro mobilní zařízení,
zejména s ohledem na zpětnou vazbu. Dále budou představeny možnosti zmíněné aplikace.
Závěr
Výhodu aplikace Moodle Mobile spatřuji zejména v cílené optimalizaci pro mobilní zařízení
a v možnosti použití některých modulů (např. kniha) bez připojení k internetu. Student má
v mobilním zařízení pouze kurzy, v nichž je zapsán jako student, tedy má svou vlastní
elektronickou knihovnu.
Příspěvek je realizován v rámci projektu: „Vytváření multiplatformových systémů pro podporu výuky včetně
nástrojů pro uživatelsky přívětivou zpětnou vazbu“ - Vnitřní soutěž Lékařské fakulty UK v Hradci Králové
v rámci Institucionálního plánu pro roky 2016-2018.
Literatura
[1] https://download.moodle.org/mobile/
[2] https://moodle.org/
45
MERANIE VARIABILITY SRDCOVEJ FREKVENCIE:
PREDBEŽNÁ ŠTÚDIA
D. Kosnáč, S. Sivčo, K. Kozlíková
Ústav lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny, LF UK v Bratislave, SR
Úvod
Z mechanického hľadiska je srdce pumpa zložená zo štyroch jednosmerných čerpadiel. Výkon
tejto pumpy možno charakterizovať srdcovou frekvenciou (SF). Okamžitá hodnota SF mierne kolíše
okolo priemeru napríklad vplyvom dýchania. Zmeny SF – jej variabilitu (heart rate variability, HRV) –
možno stanoviť elektrokardiograficky z trvania jednotlivých RR intervalov (RR). V pokoji má byť
variabilita RR intervalu najväčšia, avšak s rastúcou záťažou myokardu sa má HRV znižovať.
Abnormality HRV umožnujú predikovať napríklad zvýšené riziko infarktu myokardu [1].
Cieľom práce bolo zistiť vplyv polohy probanda ako aj trvania merania na merané parametre.
Materiál a metódy
Do predbežnej štúdie sa zapojilo 7 náhodne vybraných probandov – 3 muži a 4 ženy
vo veku (20 ± 2) roky s indexom telesnej hmotnosti (21 ± 2) kg/m2. Variabilitu srdcovej
frekvencie sme merali pomocou prístroja Teslagraph sekvenčne po jednotlivých zvodoch [2]
– I, II a III, vždy počas 5 minút a počas 2 minút, v sede aj v ľahu. Z každého merania sme
analyzovali nasledovné priemerné parametre skupiny: SF; priemerný, maximálny a minimálny
interval RR; odmocnina z priemeru štvorcov rozdielov nasledujúcich RR intervalov (RMSSD);
smerodajnú odchýlku RR intervalov (SDNN) a ich variačný koeficient (CV). Vplyv polohy
probanda ako aj trvania merania na merané parametre sa kvantitatívne overili pomocou
obojstranného párového t-testu (p < 0,05) [3].
Výsledky
Merané parametre sa vo všetkých meraniach pohybovali v nasledovných intervaloch: SF
53 min-1 až 98 min-1, priemerný RR 615 ms až 1138 ms, maximálny RR 854 ms až
1370 ms, minimálny RR 257 ms až 833 ms, RMSSD 15 ms až 171 ms, SDNN 18 ms až
131 ms, CV 2 % až 13 %. Trvanie merania nemalo štatisticky významný vplyv na sledované
parametre okrem hodnoty minimálneho RR intervalu pri dlhšom meraní - namerané nižšie RR
v ľahu vo zvode II. Vo všetkých meraniach mala poloha pacienta štatisticky významný vplyv
na sledované parametre okrem variačného koeficientu. Zistili sme, že SF bola nižšia v ľahu
vo všetkých troch zvodoch; RMSSD bola vyššia v ľahu vo všetkých zvodoch v 5-minútových
meraniach; SDNN bola vyššia v ľahu vo zvodoch I a II v 5-minútových meraniach.
Záver
Naše predbežné výsledky ukázali, že SF vzrastá so stúpajúcou záťažou myokardu (sed
je väčšia záťaž ako ľah) a zároveň sa znižuje HRV.
Práca bola čiastočne podporená grantom VEGA 1/0727/14 MŠVVŠ SR.
Literatúra
[1] Sztajzel J.: Heart rate variability: a noninvasive electrocardiographic method to measure the autonomic
nervous system, Swiss Medical Weekly, 2004; 134 (35-36): pp. 514-522.
[2] Baevsky R.M., Berseneva A.P.: TESLAgraph. Metodické doporučení. Moskva-Praha, Tesla. 2004, 23 s.
[3] Kozlíková K., Martinka J.: Základy spracovania biomedicínskych meraní II, Bratislava, Asklepios. 2009, 202 s.
46
VYTVORENIE JEDNOTNEJ SCHÉMY PROTOKOLOV
Z PRAKTICKÝCH CVIČENÍ Z LEKÁRSKEJ BIOFYZIKY
NA LF UK V BRATISLAVE
K. Kozlíková, V. Haverlíková, D. Kosnáč
Ústav lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny, LF UK v Bratislave, SR
Úvod
Pedagogický projekt „Inovácia obsahu, formy a metodiky praktických cvičení z biofyziky
a lekárskej biofyziky pre štúdium medicíny a biomedicínskej fyziky“ je zameraný na zlepšovanie
kvality vyučovania týchto a súvisiacich predmetov (kurzov) v prvom, druhom a treťom stupni
vysokoškolského štúdia. Výstupy projektu sú určené na zlepšenie a modernizáciu praktických
cvičení z uvedených predmetov pre študentov v slovenskom (SJ) a anglickom jazyku (AJ). Cieľom
tejto práce je zhodnotenie skúseností z prvého roka používania jednotnej schémy protokolov.
Materiál a metódy
V prvom semestri 2015/16 tvorilo hodnotenie praktických cvičení (akceptované protokoly)
10 % z výsledného hodnotenia predmetu (370 študentov SJ, 215 študentov AJ, 12 vyučujúcich).
Dvadsaťdva úloh bolo rozdelených do 2 oblastí po 11 úloh; jedna oblasť (P1) bola orientovaná viac
fyzikálne, druhá (P2) viac fyziologicky. Dokumentácia k úlohám bola pripravená vo forme súborov
MS Excel pozostávajúcich z viacerých hárkov (pracovný postup, merací hárok, samotný protokol,
prílohy). Teoretické podklady k úlohám vrátane fyzikálnych princípov boli k dispozícii v elektronickej
forme na portáli MEFANET LF UK (http://portal.fmed.uniba.sk/) a vo viacerých učebniciach. Každý
protokol mal viac častí (podmienky merania, samotné meranie, numerické, grafické a štatistické
vyhodnotenie podľa témy, diskusia, závery, použitá literatúra, kontrolné výpočty na overenie
porozumenia látky), za ktoré boli pridelené body. Študent musel získať viac ako 60 %
z maximálneho povinného počtu bodov v každej z oblastí úloh. Povinné body boli za správne
vyplnené časti protokolu (tabuľky dát vrátane základných štatistických výpočtov, ručne kreslené
grafy, spomenuté spoločné časti). Bonusové body mohli študenti získať v niektorých úlohách
za zložitejšie štatistické vyhodnotenia a grafy vyhotovené pomocou počítača. Študenti boli
rozdelení do skupín a "pridelení" vyučujúcim náhodne. Každého študenta hodnotili 2 vyučujúci.
Výsledky
Prvé skúsenosti ukázali, že treba nielen upraviť prideľovanie bodov podľa náročnosti
a komplexnosti jednotlivých úkonov a detailnejšie ich rozdeliť, ale aj viac zjednotiť náročnosť
v oboch oblastiach úloh (P1: 378 povinných a 37 bonusových bodov; P2: 408 a 81 bodov).
Analýza protokolov 497 študentov všeobecného lekárstva ukázala, že priemerné dosiahnuté skóre
bolo 92 % ± 9 % z povinných 786 bodov (60 % - 115 %). Traja z 12 vyučujúcich hodnotili
protokoly výslednými známkami iba "A" (1,0) a "B" (1,5), traja známkami "A" až "E" (3,0). Priemerná
výsledná známka zo skúšky bola 1,9 ("C" = 2,0).
Záver
Jednotná schéma praktických úloh je jedným z krokov ako zlepšiť a zmodernizovať praktické
cvičenia z lekárskej biofyziky. Tiež napomáha ohodnoteniu práce študenta počas semestra
a udeleniu známky nielen za preskúšanie z jedného dňa. To platí za predpokladu, že študent
je počas semestra hodnotený viacerými vyučujúcimi. Okrem toho, možnosť prípravy protokolov
v elektronickej forme sa považuje za formu tréningu na prácu s elektronickými dokumentmi
(eHealth), aj keď úplná elektronizácia protokolov nie je naším cieľom.
Práca bola podporená grantom KEGA 020UK-4/2014, MŠVVŠ SR.
47
MOŽNOSTI MOTIVÁCIE MEDIKOV NA ŠTÚDIUM PRÍRODNÝCH
VIED AKO NEOODELITEĽNEJ SÚČASTI LEKÁRSKEHO KURIKULA
E. Kráľová
Úvod
Motivácia (vonkajšia a vnútorná) je súhrn činiteľov, ktoré podnecujú, usmerňujú, udržiavajú
a zacieľujú ľudské správanie. Úspešnosť učenia pramení najmä z vnútornej motivácie, ktorá je
vedená napr. zvedavosťou, potrebou poznávať, riešiť nejaký problém, niečo vykonať a pod.
Študent si sám uvedomuje hodnotu štúdia, skúmanie a objavovanie mu prináša uspokojenie,
úžitok, naplnenie jeho vnútorných potrieb. Vonkajšia motivácia je postavená na tendencii
získať odmenu, respektíve vyhnúť sa negatívnym dôsledkom. Nie sú to len známky či kredity,
ale celá škála priebežného verbálneho hodnotenia, či komentovania činnosti, vrátane
neverbálnych prejavov. Motívy (vnútorné príčiny správania) sú vlastne dispozície, ktoré
vzbudzujú, udržujú a zacieľujú správanie na dosiahnutie určitého cieľa. Postoj je stav
pripravenosti reagovať určitým spôsobom na určité podnety, situácie a predsudky sú
osobitným druhom postojov, ktoré sú subjektívne, bez logického a vecného zdôvodnenia,
nepodložené argumentmi, predpojaté.
Materiál a metódy
Motivácia študentov je považovaná za jeden z veľmi podstatných aspektov efektívnej
výučby a štúdia na vysokej škole. V procese vysokoškolského medicínskeho štúdia hrá
významnú úlohu motivácia študentov k štúdiu prírodovedných predmetov, najmä fyziky.
Predsudky študentov medicíny voči prírodovedným predmetom sú hlboko a dlhodobo
zakorenené. Na dosiahnutie kvalitných výsledkov vo vyučovacom procese je dôležité, aby
vysokoškolský učiteľ hľadal a v plnej miere využíval účinné motivačné prístupy.
Výsledky
Výsledkom našich pracovných kontaktov s vysokoškolskými učiteľmi prírodovedných
predmetov, pedagógmi a psychológmi bolo podanie žiadosti o grantový projekt KEGA MŠVVaŠ
SR 003UK-4/2016 „Motivačné faktory študentov medicíny na lepšie pochopenie základných
prírodovedných poznatkov vo vzťahu k medicínskym diagnostickým a terapeutickým metódam“
s dobou riešenia v rokoch 2016-2018, ktorá bola finančne podporená.
Záver
Sme presvedčení, že vysokoškolský učiteľ, teda aj učiteľ na lekárskej fakulte, by okrem
hlbokých vedomostí zo svojho odboru, mal mať aj prehľad v pedagogických
a psychologických vedách a mal by ovládať celú škálu prístupov, stratégií a prostriedkov,
ktorými by na študentov motivačne pôsobil. Mal by tiež poznať svojich študentov a vedieť
odhadnúť, ktoré motívy majú silnú váhu u danej skupiny alebo jednotlivcov.
Príspevok je súčasťou riešenia GP KEGA MŠVVaŠ SR 003UK- 4/2016.
Literatúra
[1] Žiadosť o GP KEGA MŠVVaŠ SR 003UK-4/2016. Bratislava : LFUK, 2015, 31 s.
[2] SVETLÍKOVÁ, L., KRÁĽOVÁ, E. 2011. Motivačné prístupy, stratégie a prostriedky vo výučbe fyziky.
Ústav biofyziky LFUK v Plzni : Abstrakty XXXIV. Dnů lékařské biofyziky, s. 49, Plzeň, ČR.
48
VLIV TRANSKRANIÁLNÍ ELEKTRICKÉ STIMULACE
NA KOGNITIVNÍ FUNKCE
E. Kvašňák, S. V. Fosse, M. C. Andersen
Ústav biofyziky a lékařské informatiky 3.LF UK, ČR
Techniky neinvazivní stimulace mozku, jako např. repetitivní transkraniální magnetická
stimulace (rTMS) a transkraniální elektrická stimulace (tES), jsou v poslední době předmětem
výzkumu jak pro terapeutické využití u psychiatrických poruch (depresivní porucha,
Alzheimerova demence, atd.) tak pro modulaci kognitivních funkcí (pozornost, pracovní
paměť, exekutivní funkce, apod.).
O transkraniální stimulaci střídavým proudem (tACS) se předpokládá, že vede ke změně
frekvenčního spektra EEG (modulace). Předchozí výzkumy naznačují, že modulace EEG
pomocí tACS může vést k lepší kognitivní výkonnosti. Cílem bylo zjistit efekt tACS s
modulační frekvenci 40Hz na kognici. Testovali jsme pozornost (Go/No-Go test) a pracovní
paměť (2-back test) a sledovali míru synchronicity EEG (koherence) z levé a pravé prefrontální
kůry těsně po aplikaci tACS a týden po aplikaci tACS. Výsledky ukázaly u všech osob
jednoznačné bezprostřední pozitivní účinky a menší, ale stále signifikantní i po týdnu od
aplikace tACS.
Transkraniální stimulaci náhodným šumem (tRNS) se v poslední době také věnuje
pozornost coby slibnému nástroji na zlepšení kognitivních funkcí pomocí dlouhodobých změn
v prefrontálních, temporálních a dalších oblastech mozkové kůry. Hypotézu, že tRNS zvyšuje
synchronicitu neuronální aktivity (EEG) snímané z levého a pravého prefrontálního kortexu a
tím zlepšuje kognitivní funkce, jsme testovali pomocí koherence EEG a testu Go/No-Go.
Většina subjektů vykázala vyšší synchronizaci EEG mezi levým a pravým DLPFC a zlepšení
pozornosti jak hned po stimulaci, tak týden po aplikaci tRNS.
Obecně lze konstatovat, že metody tES (tDCS, tACS, tRNS) je možné využít ke zvýšení
synchronicity neuronální aktivity prefrontálního kortexu a tím zlepšení některých kognitivních
funkcí.
49
FYZIKA PRO UMĚLCE ANEB I LÉKAŘ JE UMĚLEC
1
J. Kymplová , E. Kvašňák
2
1
2
Ústav biofyziky a informatiky 1.LF UK, ČR
Ústav biofyziky a lékařské informatiky 3.LF UK, ČR
Úvod
Výuka lékařské biofyziky je často velmi obtížná, zejména díky tomu, že vztah k tomuto
předmětu je u studentů medicíny obvykle velmi chladný. Studenti přicházejí na lékařskou
fakultu plni očekávání, těší se na své první živé pacienty a věda o neživých dějích přírody
jim připadá naprosto „OUT“, navíc jí mnohdy nerozumí, protože jim ze střední školy chybí
základy nutné k pochopení navazující látky.
Materiál a metodika
Většině studentů pomůže v procesu chápání dané problematiky to, že si ji mohou nějak
představit a k tomu jim pomůže obrázek, animace, film a podobné aplikace. Výuku anatomie
provází pitvy, které jsou sice pro mnohé drsným, ale většinou nezapomenutelným
prostorovým poznáním lidského těla. V podstatě se tedy jedná o různé formy vizualizace.
Pro mnohé je důležité si daný jev nebo proces umět představit, aby mozek pochopil.
Výtvarní umělci se snaží mnohdy zobrazit, to co není pro nás běžné smrtelníky
představitelné – smrt, strach, smutek, radost, budoucnost, jiné světy, jiné prostory, a proč
tedy nevnést do fyziky více umění, které možná dokáže přiblížit pro mnohé nepředstavitelné
fyzikální děje. Fyzika je plná obrazů viditelných v přírodě, mikroskopem či jiným přístrojem
anebo obrazů vzniklých díky pokusům a omylům na dlouholeté cestě za nějakým objevem.
Výsledky
Umělci byli inspirováni vědeckými objevy a naopak i fyzikové hledali inspiraci v umění.
Příkladem je Leonardo da Vinci (1452 – 1519) všestranný renesanční všeuměl - malíř, grafik,
výtvarník, architekt, sochař, básník, hudebník, anatom, fyziolog, mechanik, fyzik, astronom,
geolog, botanik a technik. Poznatky získané vědeckým zkoumáním využíval k dramatickému
efektu svých obrazů. Umění a věda se tak staly pro něj nerozlučnými partnery.
Leonard Shlain je chirurg žijící v Kalifornii a zajímá se hluboce o umění i fyziku. Je mistrem
v hledání paralel a nových pohledů na zdánlivě nesouvisející skutečnosti. Již dlouhá léta se
zabývá právě vztahem umění a fyziky a v roce 1991 své výzkumy publikoval v téměř
pětisetstránkovém bestselleru Art & Physics (Umění a fyzika).
Závěr
Toto sdělení si neklade za cíl učinit komplexní přehled vztahu umění a fyziky, ale jen
upozornit na několik zajímavých souvislostí, které mohou zpestřit výuku biofyziky a vzbudit
zájem studentů o tento předmět za použití trochu jiného “fyzikálně - uměleckého“ pohledu.
Literatura
[1] 1.BEŠOVÁ, Naďa a kol. Malířské umění od A do Z. Dobřejovice: Rebo Productions CZ, spol. s r.o.,
2006, ISBN 80-7234-634-1.
[2] SHLAIN, Leonard. Art and physics. HarperCollinsPublishers, New York, 2007, ISBN 978-0-06122797-4.
50
ŠKOLNÍ TELEMEDICÍNSKÝ SYSTÉM iSTS
F. Lustig, B. Balek
Matematicko-fyzikální fakulta Univerzita Karlova v Praze, SŠDOS Moravský Krumlov, ČR
Úvod
Příspěvek představí nový pilotní školní telemedicinský systém iSTS (internetový Školní
Telemedicínský Systém), který demonstruje on-line přenos lékařských informací (tlak, teplota,
srdeční tep, EKG aj.) od pacienta k lékaři prostřednictvím Internetu. Tento jednoduchý školní
telemedicínský systém ale též umožňuje i řízení medicínských aparatur. Sledování i řízení
je prostřednictvím standardního prohlížeč (browser) Internet Explorer, Edge, Mozila Firefox, Google
Chrome aj. Lékařské informace je možno přijímat na počítačích, tabletech i chytrých telefonech.
Školní telemedicínský systém iSTS je softwarová a hardwarová flexibilní stavebnice, se kterou
si uživatel může vytvořit libovolný přenos dat, včetně řízení aparatur přes Interent.
Materiál a metody
iSTS vychází z internetového školního experimentálního studia iSES [1], které bylo nejdříve užito
ve fyzice a chemii. Na matematicko-fyzikální fakultě jsme pomocí hardwarové a softwarové
stavebnice „iSES Remote Laboratory SDK“ [2] zprovoznili několik vzdálených fyzikálních
experimentů (http://www.ises.info/index.php/en/laboratory) přístupných 7/24/365 bez hesla
a registrace aj. Fyzikální iSES jsme nyní transformovali do temedicínského iSTS. Hardwarový
materiál je školní měřicí systém ISES [1] nebo jednoduchá měřicí a řídicí deska Arduino [3].
Universální software tvoří stavebnice asi 20 widgetů v JavaScriptu a tří serverů: standardní WEB
server, MeasureServer pro komunikaci s měřicí, ale i řídicí aparaturou a VideoServer pro přenos
obrazové informace (pozn.: VideoServer může být nahrazen např. komunikací přes Skype a máme
k dispozici video i audio). Podrobněji viz http://www.ises.info/index.php/en/systemises/sdkisesstudio.
Jako druhá harwarová platforma bylo zvoleno Arduino, aby si se školním telemedicínským systém
iSTS mohli experimentovat sami studenti, či nadšenci, kterých je kolem Arduina opravdu mnoho.
(Arduino je snadno dostupné a je velice laciné, cca 30 Euro).
Výsledky
Školní telemedicínský systém iSTS je v pilotní fázi a je poprvé publikován na této konferenci,
na rozdíl od školních fyzikálních experimentů, se kterými máme 14-letou zkušenost, mnoho
publikací i ocenění. Na konferenci bude živě předveden školní telemedicínský sytém s měřicí
platformou ISES i Arduino s jednoduchými senzory pro měření srdečního tepu, teploty, EKG.
Závěr
Jsme si vědomi, že představujeme školní telemedicínský systém, který nemusí splňovat
bezpečnostní, etické a jiné normy. Prezentujeme se poprvé před publikem biofyziků, lékařů
a informatiků, kteří dlouhodobě pracují na problematice telemedicíny, my jsme na tomto poli
biofyziky nováčci. Chtěli jsme jen přenést naše vzdálené fyzikální experimenty do prostředí
biofyziky. Možná, že zde nalezneme oboustranné podněty. Pokud bude zájem o naší
jednoduchou školní telemedicínu iSTS, rádi se s vámi spojíme a předáme vám náš pilotní
projekt nebo ho dle vašich podnětů budeme dále zdokonalovat aj.
Literatura
[1] ISES , available from: http://www.ises.info cit. 28 04 2016]
[2] iSES Remote Laboratory SDK, available from http://www.ises.info/index.php/en/systemises/sdkisesstudio
[cit. 28 04 2016]
[3] Arduino, available e.g. from: https://www.arduino.cc [cit. 28 04 2016]
51
CHARAKTERIZACE NI-TI ENDODONTICKÝCH NÁSTROJŮ
POMOCÍ MIKROSKOPIE ATOMÁRNÍCH SIL
1
1
2
J. Malohlava , K. Bartoň Tománková , L. Harvan , H. Kolářová
1
1
Ústav lékařské biofyziky, Ústav molekulární a translační medicíny, LF UP v Olomouci, ČR
2
Klinika zubního lékařství, LF UP v Olomouci, FN Olomouc, ČR
Úvod
Nikl-titanové (Ni-Ti) rotační nástroje si získaly velkou popularitu v zubařské praxi, zejména
v oblasti endodoncie. Ni-Ti nástroje mají oproti nástrojům z nerezové oceli několik výhodných
vlastností, jimiž jsou zejména superelasticita a zvýšená odolnost vůči torzním frakturám, což
přínáší zjednodušení, urychlení a zkvalitnění endodontického ošetření.
Mikroskopie atomárních sil (AFM) patří mezi moderní mikroskopické techniky a za svých
30 let existence si vydobila značné renomé nejen v oblasti materiálového inženýrství. AFM
poskytuje obrazy s velmi vysokým rozlišením, s minimální náročností na přípravu vzorku,
a možnosti zobrazení v 3D.
Materiál a metody
Ni-Ti endodontické nástroje firmy Medin, a.s. (ČR) a Dentsply Maillefer (Švýcarsko) byly
zobrazovány mikroskopem atomárních sil Bioscope Catalyst v Peakforce Tapping módu.
K zobrazení byl použit hrot z nitridu křemíku s nominální frekvencí 50 – 90 kHz a nominální
konstantou tuhosti 0,4 N/m. Zobrazení bylo provedeno na deseti různých nástrojích stejného
typu v apikální části (5 mm od vrcholu). Analýza byla provedena v programu Gwyddion 2.40.
Statistického zhodnocení bylo provedeno Mann-Whitney U testem s Bonferroniho korekcí.
Výsledky
V této studii byly zobrazeny 4 různé Ni-Ti nástroje firmy Medin, a.s. a Dentsply Maillefer,
konkrétně Wizard Navigator a Unicone fy Medin a ProTaper F2 a WaveOne GOLD
fy Dentsply Maillefer. Pro zhodnocení kvality povrchu byl použit parametr RMS (Root Mean
Square). Byly nalezeny statisticky signifikantní rozdíly mezi endodontickými nástroji
jednotlivých výrobců. Statisticky signifikantní rozdíly mezi jednotlivými typy nástrojů stejného
výrobce nebyly pozorovány.
Závěr
K frakturám endodontických nástrojů nedochází zcela nahodile, ale mají původ
v povrchových nedokonalostech, které mohou vznikat např. při výrobě, ale také opakovaným
používáním a vystavováním desinfekčních a výplachových rotoků. Z výsledků této studie lze
sledovat rozdíly v kvalitě povrchu pravděpodobně způsobené odlišným výrobním procesem.
Charakterizace povrchových struktur pomocí AFM přináší možnost kontroly nástrojů
v nanometrickém měřítku a možnost zkvalitnit tak výrobní procesy.
Práce vznikla za podpory projektu LF_2016_013 a NPU I LO1304.
52
STUDIUM ÚČINKU ZINEČNATÉHO DERIVÁTU FTALOCYANINU NA
BUNĚČNÉ LINIE A JEHO VYUŽITÍ VE FOTODYNAMICKÉ TERAPII
B. Manišová, S. Binder, H. Kolářová
Ústav lékařské biofyziky, Univerzita Palackého v Olomouci, ČR
Úvod
Fotodynamická terapie (PDT) je jednou z metod léčby nádorového onemocnění. Jedná
se o jednoduchou neinvazivní metodu, jež je založena na fotochemické reakci, která
je iniciována světelnou aktivací fotosenzitivní látky. Tato látka následně produkuje vysoce
reaktivní formy kyslíku, což vede k destrukci okolních buněk následkem např. oxidace
membránových lipidů a proteinů.
Ftalocyaniny jsou látky řadící se do druhé generace fotosenzitizérů. Vyznačují se silnou
absorpcí v červené oblasti viditelného světla a vysokou produkcí singletového kyslíku.
Materiál a metody
V této práci byl studován účinek zinečnatého derivátu ftalocyaninu (ZnPc), který byl nově
syntetizován na Farmaceutické fakultě Karlovy univerzity v Hradci Králové, na buněčné linie
a jeho využití ve fotodynamické terapii. Tato fotosenzitivní látka byla testována in vitro
na nádorových liniích HeLa (buňky karcinomu děložního čípku) a MCF7 (buňky karcinomu
prsu) a nenádorové linii HaCat (lidské kožní keratinocyty). Na těchto liniích bylo provedeno
měření ROS, MTT test životnosti, studium poškození DNA pomocí kometové analýzy
a detekce mitochondriálního poškození pomocí sondy JC-1. Pro vyvolání fotodynamické
reakce byl použit světelný zdroj s LED diodami vyzařujícími záření o vlnové délce 660 nm
s hustotou výkonu 15 mW/cm2. Buňky byly vystaveny tomuto záření po dobu 334 sekund,
což odpovídá 5 J/cm2.
Výsledky
Zinečnatý derivát ftalocyaninu byl nejúčinnější na nádorové buněčné linii HeLa.
Koncentrace IC50 na této buněčné linii byla stanovena na 0,03 µM (IC50HaCat = 0,103 µM,
IC50MCF7 = 0,59 µM). U této buněčné linie dochází také k největší fragmentaci DNA.
Bez ozáření byla v testovaných koncentracích fotosenzitivní látka pro buňky netoxická.
Závěr
Dle dosažených výsledků lze označit zinečnatý derivát ftalocyaninu za vysoce účinný
při tvorbě ROS na buněčných liniích s následnou destrukcí buněk, což z něj dělá perspektivní
fotosenzitizér pro využití ve fotodynamické terapii, zejména v léčbě karcinomu děložního
čípku.
Tato studie byla podpořena granty IGA_LF_2016_013, LO1304. Poděkování kolektivu Ústavu lékařské
biofyziky.
53
JE TREBA ZAVIESŤ PRIJÍMACIE SKÚŠKY Z FYZIKY
NA SLOVENSKÝCH LEKÁRSKYCH FAKULTÁCH?
O. Masár, I. Przewlocki, D. Sysel, PhD., H. Belejová
Klinika urgentnej medicíny a všeobecného lekárstva LF UK a UMB v Bratislave, SR
Úvod
Implementácia techniky do každodennej medicínskej praxe a vo všetkých odvetviach
medicíny, si vyžaduje i adekvátnu pregraduálnu prípravu medikov na ovládanie prístrojov
s ktorými pracujú. Pochopiteľne, že výučba na lekárskych fakultách nemôže suplovať
absentujúce základy poznatkov o fyzikálnych zákonoch, bez ktorých nie je možné realizovať
aplikovanú fyziku, zameranú na biofyzikálne javy a ich využitie v medicínskych analýzach
či terapeutických postupoch.
Metódy
Vyradenie testov z fyziky z prijímacích skúšok po r. 1990 má negatívny dopad nielen
na úroveň vedomostí z fyziky študentov lekárskych fakúlt, ale – a to hlavne – na ich štruktúru.
Je potrebné si uvedomiť, že veľká časť študentov si vyberá vysokú školu podľa prijímacích
skúšok, podľa nich si vyberá voliteľný predmet na maturite a posledný rok svojho
stredoškolského štúdia sa orientuje ma maturitné predmety, kde logicky, predmet fyzika
nefiguruje. Pochopiteľne i štruktúra kandidátov na medicínske štúdium sa grupuje
zo študentov, pre ktorých matematika a fyzika sú hororovým filmom. Logickým dôsledkom
tejto orientácie je to, že i štruktúra študentov medicíny korešponduje s týmto trendom, a teda
hľadať logické súvislosti v objasňovaní klinických dôsledkov fyzikálnych javov
je pre vyučujúceho klinických predmetov strata času, pretože študentom chýbajú bazálne
vedomosti z fyziky.
Výsledky
Vedľajším dôsledkom je (nechcená) pozitívna diskriminácia ženskej časti študentov
lekárskych fakúlt (70-80%), a teda i feminizácia všetkých odvetví medicíny. Analýza ukázala,
že v akad. roku 2015/2016 študovalo v 1. ročníku LFUK v Bratislave všeobecné a zubné
lekárstvo v slovenskom jazyku 377 študentov, z toho len 119 mužov, t.j. 31,6 %. Čas ukáže,
či pri 5 až 7 ročnej postgraduálnej príprave je to pre všetkých ideálny stav.
Ako príklad môžeme uviesť skúsenosti pri výučbe predmetu „Prvá pomoc“.
Pri vysvetľovaní účinku striedavého elektrického prúdu na organizmus, hlavne na elektrickú
aktivitu myokardu, je potrebné vedieť, aká je frekvencia elektrického prúdu v rozvodnej sieti
v domácnostiach. Úspechom je, keď to z 50 absolventov stredných škôl vie 10....
Záver
Príprava študenta medicíny do praxe by mala rozhodne obsahovať i jeho prípravu
na racionálne využitie zdravotníckej techniky, s ktorou je potrebné dennodenne pracovať.
Bolo by preto vhodné využiť potenciál stredoškolákov na logickú aplikáciu ich fyzikálnych
vedomostí a využiť to pri prijímacích skúškach, a tak sa, okrem iného, pokúsiť pozmeniť
štruktúru študentov ako aj absolventov lekárskych fakúlt na Slovensku.
54
VYUŽITIE PACIENTSKYCH SIMULÁTOROV VO VÝUČBE MEDICÍNY
K. Matlahová*, L. Pakosová*, P. Vitovič
Ústav simulačného a virtuálneho medicínskeho vzdelávania, LF UK, Bratislava, SR
* obaja autori prispeli k práci rovnomernou časťou
Ústav simulačného a virtuálneho medicínskeho vzdelávania (ÚSVMV) je s rokom založenia
2013 najmladšou zložkou Lekárskej fakulty Univerzity Komenského. Nosnou myšlienkou
poslania ÚSVMV je poskytovanie technickej podpory využitím najmodernejších edukačných
trendov vo vzdelávaní medicíny s cieľom modernizovania a skvalitnenia výučby klinických
a teoretických predmetov pre študentov Všeobecného lekárstva na LF UK.
Výučba na ÚSVMV prebieha na pacientskych trenažéroch a simulátoroch. Trenažéry
sú ľudské modely slúžiace na nácvik úkonov spojených so stabilizáciou zdravotného stavu
pacienta ako je napr. kardio-pulmonárna resuscitácia (KPR), pričom senzory umiestnené
v trenažéroch umožňujú pomocou príslušného software zobrazenie parametrov ako sú
frekvencia a hĺbka stláčania alebo deponovaný objem kyslíka do pľúc. Vizualizácia
vykonávanej činnosti má tak nesmierny dopad na vytvorenie pamäťovej stopy vo vzdelávaní
študentov.
Jadro ÚSVMV sú počítačom riadene a programovateľné figuríny – pacientske simulátory.
Jedná sa o sofistikované zariadenia realistického prevedenia umožňujúce nácvik a tréning
úkonov spojených s diagnostikou a stabilizáciou zdravotného stavu, rovnako ako aj nácvik
súvisiacich terapeutických úkonov. Z technologického hľadiska sú simulátory zariadenia
mechanicko – elektronické komunikujúce s riadiacim počítačom pomocou bezdrôtového
spojenia a ich prevedenie umožňuje napríklad podávanie liečiv alebo infúzií cez katéter,
realistickú intubáciu, palpáciu pulzov alebo vykonanie KPR. Nespornou výhodou simulátora je
možnosť pripojenia reálnych medicínskych prístrojov (ultrazvuk, EKG, defibrilátor, mechanická
ventilácia pľúc) čím je už počas štúdia študentom umožnené získať pracovné návyky
na prácu so zariadeniami, s ktorými sa môžu stretnúť počas svojej budúcej lekárskej praxe
a čo im umožňuje byť kompetitívnejšími na pracovnom trhu.
V závislosti od výučby umožňuje riadiaci software nastavením širokej škály parametrov
pripraviť na simulátore ľubovoľný pacientsky stav. Vytvorením viacerých stavov a ich
vzájomným prepojením je možné vytvoriť tzv. pacientsky scenár, pri tvorbe ktorých
sa vychádza z reálnych klinických kazuistík. S ohľadom na charakter výučby môže byť scenár
vo forme lineárneho alebo rozvetveného algoritmu, reagujúce na parametre vstupu (podanie
liečiv, vykonanie terapie, uskutočnenie vyšetrenia a pod.), pričom výstup je po intervencii
vo forme zmenených fyziologických parametrov a pod. Naprogramovaný scenár nie je rigídny,
učiteľ alebo inštruktor môžu v reálnom čase meniť akýkoľvek parameter čim je možné
simulačnú výučbu skomplikovať napríklad o vytvorenie neočakávanej situácie, skomplikovanie
zdravotného stavu „pacienta“ a pod.
Simulátory najvyššej triedy majú v sebe zabudovaný matematický model fyziológie
založenom na diferenciálnych rovniciach. Zadaním vstupných parametrov možno vďaka
komplexnosti matematického modelu získať výstupné hodnoty zodpovedajúce fyziologickému
stavu pacienta práve vykonaní príslušných intervencií.
55
PŘIROZENÉ BIOPOLYMERY JAKO NÁSTROJ PRO LÉČBU
WILSONOVY CHOROBY
1
1
2
2
2
J. Mattová , P. Poučková , M. Vetrík , J. Kučka , M. Hrubý
1
Ústav biofyziky a informatiky 1. LF UK v Praze, ČR, 2Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., ČR
Úvod
Wilsonova nemoc je genetické onemocnění způsobené mutací genu ATP7B, kterého
proteinový produkt je zodpovědný za vylučování mědi z buněk. Následkem mutace dochází
k hromadění mědi v těle, zejména v játrech a mozku. V naši předchozí studii [1,2] jsme ukázali, jak
lze efektivně využít polymerní mikročástice s navázaným ligandem pro léčbu této choroby, které
na rozdíl od současných léčiv jsou nevstřebatelné a nezatěžují organizmus. V této studii jsme se
zaměřili na využití přírodních biopolymerů celulózy a chitosanu, které by mohly s navázaným
ligandem stejnou cestou nevstřebatelnosti zajistit vyloučení nadbytečné mědi z těla.
Materiál a metody
Jako specifický ligand pro měďnaté ionty byl použit 8-hydroxychinolín (8-HQ), který
byl kovalentně navázán na celulózu nebo chitosan. Nevstřebatelnost a schopnost chelatace mědi
byly testovány na laboratorních potkanech kmene Wistar (samice, věk 11 týdnů, n = 6), kterým
byla gastrickou sondou podána suspenze biopolymerů s 8-HQ. Současně s biopolymery
byl zvířatům podán i roztok radioaktivní mědi 64CuCl2 (T1/2 = 12,7 hod, cca 5 MBq/potkan). Jako
kontrolní skupina byla použita zvířata, která dostala pouze roztok 64CuCl2. Následně byly jednotlivé
skupiny zvířat usmrceny v časových intervalech 8 hod a 24 hod od aplikace biopolymerů s mědí.
Ve všech orgánech zvířat byla stanovena aktivita mědi pomocí ionizační komory.
Výsledky
Stanovení radioaktivity v orgánech (zejména v trávicím traktu, játrech a ledvinách) ukázalo,
že jak celulóza, tak chitosan s kovalentně navázaným 8-HQ byly schopny měď z trávicího
traktu vyvázat. Již po 8 hodinách od aplikace byla v játrech zaznamenaná výrazně menší
aktivita mědi ve srovnání s kontrolou, což naznačuje komplexaci mědi v trávicím traktu.
Po 24 hodinách nebyla aktivita mědi v těle měřitelná, zatímco u kontrolní skupiny se měď
v těle vyskytovala i po 24 hodinách.
Závěr
Ná základě stanovení radioaktivity mědi lze z experimentu usoudit, že oba biopolymery,
chitosan a celulóza, jsou vhodným nosičem ligandu 8-HQ, který velice efektivně komplexuje
měď. Tím, že jsou oba biopolymery pro člověka přirozeně nevstřebatelné, po perorálním
podání projdou trávicím traktem, vykomplexujou měď a plně se vyloučí stolicí. Navrhovaným
přístupem k léčbě Wilsonovy nemoci se lze efektivně vyhnout mnohým systémovým
účinkům, na které trpí současná léčba.
Literatura
[1] Skodova M., Kucka J., Vetrik M., Skopal J., Walterova Z., Sedlacek O., Stepanek P., Mattova J.,
Pouckova P., Urbanek P., and Hruby M. Chelating polymeric particles intended for the therapy of
Wilson’s disease. Reactive and Functional Polymers. 2013, 73, 1426–1431.
[2] Mattova J., Pouckova P., Kucka J., Skodova M., Vetrik M., Stepanek P., Urbanek P., Petrik M.,
Novy Z., and Hrubý M. Chelating polymeric beads as potential therapeutics for Wilson’s disease.
European Journal of Pharmaceutical Sciences. 2014, 62, 1 – 7.
56
PVA IMUNO-NANOVLÁKNA S KONTROLOVANOU DEGRADACÍ
1,2
1,2
1,2
1
3
A. Míčková , M. Buzgo , M. Rampichová , J. Greplová , M. Soural ,
4
4
3
1,2
O. Kofroňová , O. Benada , J. Hlaváč , E. Amler
1
Oddělení tkáňového inženýrství, Ústav experimentální medicíny AVČR, v.v.i., Praha, ČR, 2Univerzitní
centrum energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT, Buštěhrad, ČR, 3Ústav molekulární a
translační medicíny, Oddělení organické chemie, PF UP, Olomouc, ČR, 4Laboratoř elektronové
mikroskopie, Mikrobiologický ústav AVČR, v.v.i., Praha, ČR
Úvod
Nanovlákna s imobilizovanými proteiny jsou vhodným materiálem pro cílené a kontrolované
dodávání léčiv zejména v aplikacích tkáňového inženýrství. Hlavním cílem studie bylo vyvinout
funkcionalizovaná nanovlákna s kovalentně vázaným biotinem a regulovanou degradací.
Nanovlákna připravena z polymeru PVA (polyvinyl alkohol) byla chemicky modifikována pomocí
PEG-biotínového linkeru (PEG-b). Kovalentně vázaný biotin byl testován na vazbu k avidinkonjugovaným ligandům specifických primárních protilátek.
Materiál a metody
Pokus byl založen na regulované acylaci PVA nanovláken pomocí PEG-biotinového linkeru
a sekvenčně-specifické vazbě konjugátu avidin-protilátka. Nanovlákna PVA 16% (w/v) byla připravena
pomocí elektrostatického zvlákňování na přístroji NanospiderTM.
Z důvodu chemické modifikace vláken byla mezi molekulu biotinu a povrch PVA nanovláken vložena
spojovací molekula tzv. spacer. Specifická avidin/biotinová vazba byla analyzovaná HABA-avidinovou
esejí a konfokální mikroskopií. PVA-PEG-b-avidin systém byl testován na schopnost vázat protilátky.
Vzorky PVA-PEG-b byly inkubovány s APC značenou protilátkou konjugovanou avidinem, vazba
komplexu byla hodnocena konfokální mikroskopií. Taktéž byla testována schopnost specifických ligandů
vázat se k imobilizované protilátce. PVA-PEG-b nanovlákna s navázaným anti-transferinem byla
testována na schopnost vázat transferin. PVA-PEG-b nanovlákna s navázaným anti-CD29 byla
testovaná na schopnost vázat β1 integrin a mesenchymální kmenové buňky. Výsledky byly hodnoceny
konfokální mikroskopií.
Výsledky
PEG spacer snížil sterické napětí a umožnil efektivnější vazbu avidinu. HABA-avidinová esej prokázala
vysokou afinitu PEG-b vláken k avidinu. Taktéž se nám úspěšně podařilo demonstrovat vazbu různých ligandů
k povrchu nanovláken. Potvrdila se i schopnost vázat plazmatický protein, který má důležitou funkci
v metabolizmu železa. Obrazová analýza prokázala, že hustota buněk na anti-CD29 funkcionalizovaných
PVA-PEGb nanovlákenných nosičích byla 1,38 ± 0.47 × 103 buněk/µm2. Výsledky prokázaly, že porotilátka
ulehčila navázání β1 inetgrínu k povrchu buněk a zároveň podpořila adhezy k povrchu nanovláken.
Závěr
Podařilo se nám vytvořit chemicky modifikovaný PVA-PEG-b nosič. Modifikace vláken PEG-b
linkerem umožnila regulaci rozpadu PVA nanovláken ve vodě. Dvě nezávislé studie prokázaly, že vazba
konjugátu avidin-protilátka je aktivní. Podařilo se nám vytvořit univerzální model na přípravu PVA imunonanovláken, u kterých může být danou modifikací kontrolován rozpad. Systém je vhodný pro aplikace
v tkáňovém inženýrtsví a pro přípravu bisenzorů na bázi PVA nanovláken.
Studie podpořena projektem NPU I:LO1508 a NPU I:LO1309; MŠMT UCEEB, GA ČR (číslo projektu
15-15697S); CZ.1.07/2.3.00/20.0009 a OP VaVpI CZ.1.05/2.1.00/01.0030).
Literatura
[1] Buzgo M., et al. Polymer, 2015, 77, pp. 387-398
57
VÝUKA RADIOLOGICKÝCH ASISTENTŮ JAKO VÝZVA
V. Mornstein, M. Dostál
Biofyzikální ústav LF MU, Brno, ČR
Příspěvek je věnován našim dosavadním zkušenostem s výukou pro bakalářský studijní
obor Radiologický asistent na LF MU v Brně, a to se zvláštním zřetelem k předmětům
Radiologická fyzika a radiobiologie I a II (dále RFRB I a II), které jsou zařazeny do prvního
a druhého semestru studia. Charakteristickým rysem tohoto tzv. nelékařského studijního
oboru je silný požadavek na fyzikální základ, včetně principů kvantové a jaderné fyziky,
s relativně vysokou hodinovou dotací. Výuka RFRB II. (přednášky a praktická cvičení)
je vyučována na BfÚ LF MU od samého začátku existence studijního oboru na fakultě, výuka
RFRB I. (přednáška a cvičení) byla převzata od přírodovědecké fakulty zhruba před dvěma
roky.
U převzatého předmětu se ukázalo jako nutné přepracovat pedagogickou
dokumentaci, aby byla dobře uchopitelná i jako pomůcka pro samostudium. Vhodně
koncipovaná učebnice fyziky pro radiologické asistenty na českém trhu chybí. Zásadní
přepracování se týkalo především cvičení, která mají výpočetní ráz. Tato činnost byla
podpořena univerzitním rozvojovým grantem „Inovace předmětu BRRF0121 Radiologická
fyzika a radiobiologie (molekulární i klinická) - cvičení a přednáška. Od presentací
po e-learning.“ (MUNI/FR/1515/2014), který byl nedávno úspěšně obhájen.
Vzhledem k tomu, že podrobnější výklad kvantové a jaderné fyziky značně přesahuje naši
výuku pro mediky, stala se radiologická fyzika i výzvou pro další zdokonalení se v oboru
s přímým dopadem na kvalitu výuky lékařů a inspirovala volitelný předmět Ionizující záření
v biologii a medicíně. Některé zkušenosti budou snad zúročeny i pro připravovaný studijní
obor Radiologiká fyzika (po hlavičkou P/řF MU).
Dodejme, že na stále platných sylabech výše uváděných předmětů, zřejmě převzatých
z jiné vysoké školy, lze ukázat na jejich praktickou nerealizovatelnost, zejména
pro matematickou nekompetenci studentů a nedostatečný základ klasické fyziky. Tvůrci
materiálů si zřejmě neuvědomili, že na obor nepůjdou studenti s vyhraněným zájmem o fyziku
nebo alespoň s jejím dobrým středoškolským (gymnaziálním) základem. Jde o názorný doklad
selhávání akreditačních procesů.
58
URČENÍ POČTU A VELIKOSTI LIPIDOVÝCH KAPIČEK
V MIKROSKOPICKÉM OBRAZE SILNĚ A MÍRNĚ HYPOXICKÝCH
ADIPOCYTŮ
1
2
2
A. Procházka , S. Gulati , J. Polák
1
2
Ústav biofyziky a informatiky, 1. lékařská fakulta, Univerzita Karlova v Praze, ČR
Centrum pro výzkum diabetu, metabolismu a výživy, 3. lékařská fakulta, UK v Praze, ČR
Úvod
Nadměrné nahromadění tukové tkáně souvisí s výskytem inzulínové rezistence,
s rozvojem diabetu mellitu 2. typu či se zvýšeným rizikem kardiovaskulárních onemocnění.
Na rozdíl od velmi jasné epidemiologie zůstávají mechanizmy nežádoucích metabolických
účinků na buněčné úrovni objasněny jen částečně. In vitro experimenty v poslední době
ukázaly, že důležitou roli při hromadění tuku na buněčné úrovni může hrát buněčná hypoxie.
Proto jsme provedli experiment, při kterém jsme zkoumali vliv mírné buněčné hypoxie
(4 % O2) a těžké buněčné hypoxie (1 % O2) jednak na hromadění triglyceridů v adipocytech
a jednak na buněčné dělení. Výsledky jsme srovnávali s kontrolní (20%) koncentrací O2.
Materiál a metody
Adipocyty se v hypoxické atmosféře nacházely 14 dní a poté bylo pořízeno
2 krát 9 digitálních obrazů (vždy jeden s lipidy a jeden s jádry) pro každou kategorii v náhodně
vybraných polích. Z obrazů pak byla určena velikost lipidových kapiček a jejich počet
v daném velikostním rozmezí (>30, 30-20, 20-10, 10-6 µm). Pro určení velikosti lipidových
kapiček byla použita metoda založená na matematicko-morfologické operaci šedotónové
otevření obrazu s různě velkým strukturálním elementem kruhového tvaru. Dělení buněk bylo
hodnoceno z fluorescenčního obrazu, kde byla počítána jádra pomocí analýzy spojených
komponent (connected-component analysis).
Výsledky
Mírná hypoxie (4 % O2) výrazně zvyšuje lipogenezi, a to zhruba o 350 % oproti normální
koncentraci O2. Mírná hypoxie má navíc zásadní vliv na tvorbu největších lipidových kapiček
(průměr > 30 µm), kde počet těchto největších kapiček na 100 buněk byl o 540 % větší
ve srovnání s kontrolní koncentrací (20 % O2). Buněčná jádra se nejvíce dělila u mírné
hypoxie, méně u těžké hypoxie a nejméně u kontrolních buněk (100 ± 23 vs. 80 ± 19
vs. 66 ± 16; průměr ± směrodatná odchylka)
Závěr
Mírná - nikoli však těžká - hypoxie vede k výraznému zvýšení výskytu tukových kapiček
v buňce (obzvláště pak těch největších) i ke zvýšenému dělení adipocytů a mohla by tedy být
základním členem patofyziologické cesty nadměrného hromadění tuku na buněčné úrovni.
Vedle těchto výsledů se také ukázala velice slibně metodika počítání plochy lipidových
kapiček v mikroskopickém obraze pomocí šedotónového otevření obrazu. Tato metoda byla
velice vhodná a přesná, ačkoli se zdá, že nebyla dosud na řešení podobného problému
aplikována.
Poděkování: Práce vznikla za grantové podpory – SVV 260165/2015.
59
FYZIKÁLNÍ ASPEKTY OBJEKTIVIZACE PŮSOBENÍ
VYSOKOINDUKČNÍ MAGNETICKÉ STIMULACE
J. Průcha, J. Skopalík, K. Hána, V. Socha
Společné pracoviště Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT a 1. LF UK Praha, ČR
Úvod
V klinické praxi se velmi často setkáváme s uplatněním magnetické stimulace, jejíž účinky se vysvětlují
především prostřednictvím indukovaných elektrických proudů působících v léčených tkáních. Kromě
nízkoindukční magnetické stimulace produkující indukované elektrické proudy s proudovou hustotou
o velikosti řádově tisícin až setin A/m2 (pulzní magnetoterapie) se v posledních letech rozvíjí vysokoindukční
magnetická stimulace produkující ve tkáních indukované elektrické proudy o proudových hustotách
jednotek A/m2 (známá jako tzv. distanční elektroterapie) nebo dokonce proudy o proudových hustotách
desítek až stovek A/m2, kde je již patrný percepční i svalově-motorický účinek. Konferenční příspěvek
si klade za cíl přiblížit možnosti objektivizace působení vysokoindukční magnetické stimulace z fyzikálního
pohledu.
Materiál a metody
V rámci preklinického zkoumání byly buněčné kultury endoteliálních buněk jakož i mezenchymálních
kmenových buněk podrobovány působení časově proměnných elektromagnetických polí: jednak
s rektangulárními impulsy o době trvání 340 mikrosekund a frekvenci 72 Hz (ve shodě s dřívějšími pracemi
A. Bassetta) a s proudovou hustotou cca 1 A/m2, jednak s interferenčními indukovanými proudy s nosnou
frekvencí 5 kHz, modulací 50 – 100 Hz a proudovou hustotou rovněž cca 1 A/ m2. Při výzkumu
na zdravých probandech bylo použito optických metod laserové dopplerovské flowmetrie, remisní
spektroskopie a kapilaroskopie. Jako stimulující činitel sloužila vysokoindukční magnetická stimulace 2,5 T s
proudovou hustotou 100 A/m2 a frekvencí 25 Hz.
Výsledky
Při stimulaci endoteliálních buněk se jako signifikantně účinné jevily pouze impulsní indukované proudy,
jejichž účinkem bylo docilováno zhruba 15% nárůstu buněk oproti kontrole, při vynikající viabilitě a aniž by
byly pozorovány známky apoptózy. Naopak na mezenchymální kmenové buňky účinkovaly pouze
interferenční indukované proudy, které kromě pozorovaného urychlení jejich migrace vyvolaly 20% zvýšení
koncentrace kolagenáz.
Při použití percepční vysokoindukční magnetické stimulace na souboru zdravých probandů se projevilo
zvýšení prokrvení měřené laserovou dopplerovskou flowmetrií, ovšem tento během procedury poměrně
rychle nastupující efekt při déletrvající proceduře postupně mizel. Kaplilaroskopické vyšetření u zdravých
jedinců neprokazuje zatím výraznějších změn. Spektrofotometrie in-vivo poukázala na zvýšení koncentrace
hemoglobinu.
Závěr
Počet zkoumaných jedinců není zatím příliš vysoký a stejně tak posouzení biofyzikálních aspektů
působení vysokoindukční magnetické stimulace je pouze výběrové. Můžeme tedy hovořit pouze o prvních
vyoraných brázdách dosud ne zcela jasně vnímané a mnohdy i kontroverzní problematiky ve smyslu
latinského výroku „Fide, sed cui fidas, vide“.
Literatura
[1] Ellway P.H., Vésquez N., Craggs M.: Induction of central nervous systém plasticity by repetitive transcranial
magnetic stimulation to promote sensorimotor recovery in incomplete spinal cord injury. Frontiers in
Integrative Neuroscience, 2014, Vol. 8, Article 42.
60
EXPERIMENTÁLNÍ HYPERBARICKÁ KOMORA V ADAPTACI NA
POUŽITÍ ZVÍŘECÍHO MODELU
J. Růžička, J. Dejmek, L. Bolek, J. Beneš
Ústav biofyziky, UK Praha, LF v Plzni, ČR
Úvod
Ústav biofyziky dlouhodobě disponuje experimentální hyperbarickou komorou o objemu
0,8 m3, maximálním provozním tlaku 1 MPa. Komora svými paramtery umožňuje kromě
technických experimentů (testování přístrojů, sond apod.) i experimenty na zvířecím modelu
– myši, potkana, králíka a prasete.
Komora byla znovu zprovozněná po náročném stěhování do prostor Biomedicínského
centra. Toto nové výzkumné pracoviště je spojeno i s novým zvířetníkem. V něm panují přísná
pravidla pro zacházení se zvířaty, kdy např. potkan nebo myš, který zvířetník opustí, se do něj
nesmí již navrátit, z hygienicko – epidemiologických důvodů.
Zvířata mimo zvířetník mohou pobývat pouze ve speciálním boxu s filtrem a pouze
v případě, že box neopustí, se mohou do zvířetníku i s boxem vrátit.
Ve sdělení bude prezentována adaptace komory a boxu tak, aby šel hyperbarický kyslík
nebo i jiná směs plynů podat zvířeti bez jakékoliv manipulace se zvířetem mimo box.
Materiál a metódy
Box byl upraven tak, aby do něj šel zavést kyslík nebo i jiný plyn ze speciálního rozvodu
v komoře. Zároveň filtr boxu slouží pouze k odvádění plynu mimo box, kdy na něj byl vyroben
nástavec jímající plyny z boxu vycházející. Tyto plyny jsou potom vedeny hadicí mimo komoru
přes speciální průchodku, kde mohou být následně analyzovány.
Rozdílné tlakové poměry v boxu, komoře i mimo ni se řeší nastavením škrtících jehlových
ventilů na přívodu i odvodu. Kontrolní měření tlaku slouží k ověření správného nastavení
systému.
Výsledky a závěr
Pokusné expozice ukázaly, že box lze po adaptaci využít k hyperbarickému podávání
plynu bez nutnosti manipulace se zvířetem mimo box.
61
PROTEOMIKA A VÝSKUM SAMOVRÁŽD
Predbežné výsledky pilotnej štúdie
1,2
1
1
1
2
E. Semančíková , S. Tkáčiková , I. Talian , J. Sabo , E. Pálová
1
Ústav lekárskej a klinickej biofyziky, LF UPJŠ, Košice, SR, 2EPAMED s.r.o., Súkromná
psychiatrická ambulancia, Košice, SR
Úvod
Vďaka moderným diagnostickým metódam akou je proteomika, je v súčasnosti už možná
aj hlbšia analýza rôznych metabolických zmien a pochodov, napríklad aj v oblasti psychiatrie.
Viaceré štúdie poukazujú na výskyt istých molekúl, ktoré sú prítomné v ľudskom tele ešte
pred vypuknutím samotného ochorenia. Cieľom nášho výskumu je identifikovať proteíny, ktoré
by sa mohli podieľať pri vzniku tak závažného stavu, akým je spáchanie samovraždy.
Materiál a metódy
Vzorky mozgovomiechového moku a venóznej krvi boli získané od zdravých
dobrovoľníkov. Z venóznej krvi (po pridaní antikoagulačného roztoku) boli pomocou
centrifugácie izolované krvné doštičky. Následne bol do vzorky pridaný lyzačný roztok
a vzorka bola sonifikovaná, centrifugovaná a výsledný pelet odstránený. Supernatant
obsahujúci proteíny bol precipitovaný a vzniknutý pelet následne rozpustený. Vzorka
mozgovomiechového moku bola centrifugovaná a vzniknutý pelet odstránený. Supernatant
obsahujúci proteíny bol následne taktiež precipitovaný.
Bradfordovou metódou bola pomocou UV-3600 Shimadzu stanovená koncentrácia
proteínov vo vzorke mozgovomiechového moku aj vo vzorke krvných doštičiek. Proteíny
oboch vzoriek boli v roztoku digestované trypsínom.
Peptidy boli separované pomocou dvojdimenzionálnej nano-HPLC. Získané frakcie
peptidov boli analyzované s ESI hmotnostným spektrometrom iónová pasca (amaZon speed
ETD, Bruker, Germany) a hmotnostným spektrometrom kvadrupól time-of-flight (Agilent
Technologies 6500 Series Accurate-Mass Quadrupole Time-of-Flight, Q-TOF). Identifikácia
proteínov zo získaných dát sa uskutočnila pomocou nástroja MASCOT vyhľadávaním v online
databázach s adjustovaním FDR pod 1 %.
Výsledky
Doterajšie výsledky našej pilotnej štúdie poukázali na prítomnosť proteínov typických
pre α-granule a sekrečné granule krvných doštičiek v proteóme mozgovomiechového moku
aj v proteóme krvných doštičiek. Vychádzame z predpokladu, že existuje istá korelácia medzi
„perifériou“ (proteóm krvných doštičiek) a „jadrom“ (proteóm mozgovomiechového moku),
ktorá by mohla odrážať zmeny prítomné iba u suicidálnych pacientov.
V prípade, žeby sa naša hypotéza potvrdila, bolo by snáď možné vyvinúť jednoduchú
skríningovú metódu (rutínnym odberom venóznej krvi) na identifikáciu bielkovín, ktoré by mohli
súvisieť so suicidálnou aktivitou.
Táto práca vznikla s podporou projektu KEGA 020UK-4/2014.
62
BIOFYZIKA NA FAKULTE ZDRAVOTNÍCTVA KU V RUŽOMBERKU
J. Slabeycius, A. Lacko, L. Zachar
Katedra rádiologickej techniky, Fakulta zdravotníctva, Katolícka univerzita v Ružomberku, SR
Úvod
Fakulta zdravotníctva KU v Ružomberku vznikla v roku 2005, je teda jednou z najmladších
zdravotnícky orientovaných fakúlt. Podľa posledného hodnotenia agentúry ARRA
(za rok 2015) sa umiestnila celkovo na 3. mieste spomedzi piatich zdravotníckych fakúlt,
z toho na 1. mieste v oblasti vzdelávania, 2. mieste v atraktivite štúdia a na 1. mieste
vo výchove doktorandov. Fakulta má v súčasnosti viac ako sedemsto študentov.
Vzdelávanie v biofyzike
Biofyzika tvorí neoddeliteľnú súčasť zdravotníckeho vzdelávania. Na našej fakulte máme
akreditovaných šesť bakalárskych programov, jeden magisterský a jeden doktorandský
študijný program. Základný kurz biofyziky sa učí v prvom semestri na všetkých odboroch.
Rozsah je od 1 hodiny týždenne (odbory Verejné zdravotníctvo, Urgentná zdravotná
starostlivosť, Ošetrovateľstvo, Fyzioterapia) až po 3 hodiny týždenne (Laboratórne
vyšetrovacie metódy v zdravotníctve). Špecifickým prípadom je študijný program Rádiologická
technika, kde je biofyzika súčasťou širšie koncipovaných predmetov Rádiologická fyzika I
(rozsah 3+3) a Rádiologická fyzika II (rozsah 3+2).
Výučbu biofyziky a ďalších fyzikálne orientovaných predmetov zabezpečuje Katedra
rádiologickej techniky. Nehľadiac na problémy, spojené s nedostatkom priestorov
a potrebného laboratórneho vybavenia, darí sa nám realizovať výučbu v stanovenom rozsahu
a kvalite, aj vďaka ústretovosti pracovísk Ústrednej vojenskej nemocnice v Ružomberku, ktorá
je našou fakultnou nemocnicou.
Záver
Naši absolventi sa úspešne uplatňujú v zdravotníckej praxi, a to v nemocniciach
aj súkromných zdravotníckych zariadeniach. Na základe požiadaviek z praxe, ako aj spätnej
väzby s našimi absolventami priebežne inovujeme vzdelávací proces a prispievame
tak k celkovému zvyšovaniu úrovne našich študentov.
63
OPTIMALIZACE PRAKTICKÝCH CVIČENÍ Z BIOFYZIKY VZHLEDEM
K NAVAZUJÍCÍ VÝUCE FYZIOLOGIE
H. Sochorová1, M. Bužga2, Libor Koníček3
1
Katedra biomedicínských oborů LF OU, ČR, 2Ústav fyziologie a patofyziologie LF OU, ČR,
3
Katedra fyziky PřF OU, ČR
Úvod
V akademickém roce 2015/16 došlo ve výuce biofyziky pro studenty všeobecného
lékařství na LF OU k obsahovým i organizačním změnám. Ze sylabu předmětu byla vyjmuta
část týkající se výpočetní techniky (nový samostatný předmět v ZS) a statistiky
(nový samostatný předmět v LS). Díky tomu došlo k výraznému navýšení hodinové dotace
pro výuku biofyziky jako takové.
Materiál a metody
Díky navýšení časové dotace byly připravena nová témata praktických cvičení
i teoretických přednášek. Naší snahou bylo nabídnout studentům taková témata, ze kterých
budou dále v budoucnu čerpat. Jako nejvhodnější se ukázala spolupráce s Ústavem
fyziologie a patofyziologie, na základě které byly vybrány takové základní úlohy pro vysvětlení
fyzikálních principů, na které později studenti navazují už s ohledem na aplikaci
ve fyziologických vyšetřeních.
Výsledky
V prvním semestru Lékařské biofyziky se studenti seznamují s různými měřicími přístroji
a metodami měření. Cílem úloh je kromě pochopení fyzikální podstaty experimentu i získání
dovedností používat různé měřicí přístroje. Jsou využívány jak klasické postupy např. v úloze
s polarimetrem, tak měření podporovaná počítačem se školními systémy firmy Vernier. Právě
obohacení úloh o základní měření s jednoduchými čidly teploty, krevního tlaku, spirometru,
pHmetru, konduktometru a luxmetru umožní studentům pochopit základní fyzikální principy.
Výsledky měření studenti získají ve formě grafu a tabulky a následně v protokolu odpovídají
na otázky týkající se naměřených dat. V dalším studiu se studenti pak už setkávají
s profesionálními přístroji z klinické praxe, kde jsou často základní principy měření skryty.
Cílem praktik je prohloubení pochopení principů měření, získání dovedností měřit
a interpretovat naměřená data a zejména také získat povědomí o nejistotách měření a zdrojích
různých chyb, které mohou významně ovlivnit výsledky měření, a to i v budoucí medicínské praxi.
Výstupem úpravy sylabu praktických cvičení v letním semestru je zařazení nových úloh,
které základní principy už ukazují v praxi. Byla doplněna ukázková hodina experimentů
vysvětlujících účinky hyperbaroxie a ukázka využití duální RTG denzitometrie. V úloze
s denzitometrem mohli studenti v bezpečném prostředí pracovat se zdrojem RTG záření a využít
dozimetr bez rizika ozáření. Nově zařazena byla úloha pro perimetrii s použitím oblokového
kinetického perimetru, kdy návazně ve fyzilogii už pracují s perimetrem elektronickým.
Závěr
Zkušenosti z prvního roku takto optimalizované výuky ukazují na správný směr propojení
výuky v teoretických oborech prvních třech ročnících výuky všeobecného lékařství. Biofyzika
pak není jen nutným zlem, ale jedním ze základů pro další předměty, které ve své
komplexnosti tvoří nezbytný základ pro preklinické a klinické předměty.
64
INFRAČERVENÁ TERMOGRAFIE – DIAGNOSTICKÝ NÁSTROJ
PRO SLEDOVÁNÍ PROKRVENÍ DOLNÍCH KONČETIN
1
1
1,2
2
1
E. Staffa , V. Bernard , L. Kubíček , V. Žižlavský , D. Vlk , V. Mornstein
1
1
2
Biofyzikální ústav LF MU Brno, ČR
II. chirurgická klinika, Centrum cévních onemocnění, LF MU a FN u sv. Anny v Brně, ČR
Úvod
Ischemická choroba dolních končetin (ICHDK) je závažné onemocnění, které postihuje
tepny a způsobuje nedostatečné prokrvení končetiny. V kombinaci s onemocněním diabetes
mellitus je častým rizikem i výskyt syndromu diabetické nohy. Infračervená termografie
umožňuje bezkontaktně měřit povrchovou teplotu a jde tak o další zobrazovací diagnostickou
metodu u pacientů s onemocněním ICHDK nebo syndromem diabetické nohy.
Materiál a metody
Pomocí termokamery FLIR B200 byla snímána plantární strana dolních končetin.
Pozorována byla vzájemná symetrie povrchové teploty mezi končetinami u kontrolní skupiny
74 dobrovolníků. Při klinických vyšetřeních byl pozorován vliv revaskularizace na povrchovou
teplotu u 29 pacientů, z nichž 21 podstoupilo revaskularizaci endovaskulárně (PTA)
a 8 pacientů angiochirurgicky (bypass). Jako kontrolní měření sloužilo stanovení indexu
kotník-paže (ABI).
Další klinické měření bylo provedeno jako doplňková metoda při cévně-chirurgickém
vyšetření. Vyšetřeno bylo 102 pacientů, u kterých byl zjišťován vztah povrchové teploty
dolních končetin a hmatných pulzací na arteriích. Zaměřili jsme se na kazuistiky pacientů
s přítomností ulcerace na noze a jejího vlivu na povrchovou teplotu.
Výsledky
Rozdíl povrchových teplot mezi ploskami nepřesahuje 0,4 °C v případě kontrolní skupiny.
V případě vyšetřených pacientů je tento rozdíl 1,6 °C mezi končetinami. Nárůst teploty
na revaskularizované končetině metodou PTA, resp. metodou bypass byl pozorován
v mediánu o 0,4 °C, resp. 2,2 °C a o -0,5 °C, resp. -0,2 °C pro končetinu bez zákroku.
V rámci cévně-chirurgického vyšetření, byla nejvyšší povrchová teplota na ploskách nohy
zjištěna u skupiny pacientů s detekcí pulzace na periferii. Nižší povrchová teplota u pacientů
s pulzacemi v třísle. V rámci kazuistik bylo zjištěno, že různé stupně ulcerací nebo gangrén
na noze mají různý vliv na povrchovou teplotu.
Závěr
Výsledky ukazují spojitost mezi kvalitou prokrvení dolních končetin a jejich povrchovou
teplotou, což bylo dokázáno jednak revaskularizačními zákroky, ale i detekcí hmatných
pulsací na arteriích dolní končetiny. Rozdíl povrchové teploty mezi končetinami je menší
u kontrolní skupiny než u pacientů s vaskulárním onemocněním.
Studie podpořena projekty MUNI/A/1449/2014 a MUNI/A/0894/2015.
65
VYUŽITIE POVRCHOVO ZOSILNENÝCH RAMANOVSKÝCH SOND
ZACHYTENÝCH V OPTICKEJ PINZETE NA DETEKCIU
FOTOAKTÍVNEHO LIEČIVA
1
2
2,3
1,4
A. Strejčková , J. Joniova , P. Miškovský , J. Staničová , G. Bánó
2,3
1
Katedra chémie, biochémie a biofyziky, Ústav biofyziky, Univerzita veterinárskeho lekárstva
a farmácie, Košice, SR, 2Katedra biofyziky, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Pavla Jozefa
Šafárika, Košice, SR, 3Centrum interdisciplinárnych biovied, Univerzita Pavla Jozefa Šafárika,
Košice, SR, 4Ústav biofyziky a informatiky, 1. lekárska fakulta, Univerzita Karlova, Praha, ČR
Úvod
Princíp práce spočíva vo vývoji optických sond čiastočne pokrytých striebrom, ktoré sú
zachytené v optickej pinzete. Optická pinzeta je schopná manipulovať s mikroskopickými
a submikroskopickými časticami a je častokrát kombinovaná s povrchovo zosilnenou
Ramanovou spektroskopiu (SERS), citlivou technikou pre chemickú analýzu. Povrchovo
zosilnené Ramanovské sondy, boli využité na detekciu fotoaktívneho liečiva hypericínu (Hyp).
Hyp je prírodný fotosenzitívny pigment s možnosťou využitia vo fotodynamickej terapii.
Materiál a metódy
Sondy boli pripravené dvojfotónovou polymerizáciou materiálu SU-8. Fotoredukciou
striebra z roztoku AgNO3, došlo k pokrytiu sónd SERS aktívnymi nano-časticami [1]. Zmenou
parametrov fotoredukcie, boli vytvorené nanočastice striebra s rôznou veľkosťou. Manipuláciu
a presné polohovanie sond zabezpečila dvojitá optická pasca vytvorená laserovým lúčom
o vlnovej dĺžke 785 nm. Optická aktivita štruktúr bola testovaná meraním SERS spektier
hypericínu (1.10-5M). Koloidná časť sond v blízkosti fotoaktívneho liečiva bola excitovaná
laserovým lúčom s vlnovou dĺžkou 532 nm.
Výsledky
Testovali sme SERS sondy rôznych typov s rôznou koncentráciou aktívnych nanočastíc
na ich povrchu (transmitancia 20, 30, 50, 80%). Pri 20 % transmitancii bola nameraná vyššia
intenzita SERS signálu Hyp v porovnaní so sondami s 80% transmitanciou. Merania ukázali,
že geometrický faktor danej sondy môže zvýšiť intenzitu SERS signálu Hyp až dvojnásobne.
Záver
SERS sondy prezentované v tejto práci môžu byť použité v rôznych mikrofluidných
systémoch zameraných na povrchovo zosilnenú Ramanovu spektroskopiu.
Táto práca bola finančne podporená: APVV-0242-11, FP7 EU CELIM 316310, SEPO-II (26220120039),
NanoBioSens (26220220107, 50%)
Literatúra
[1] Aekbote,B. L., Schubert, F., Ormos, P., Kelemen, L.: Gold nanoparticle-mediated fluorescence
enhancement by two-photon polymerized 3D microstructures. Opt. Mater., 2014, 38, 301-309.
66
SLEDOVANIE ŽELEZA V STENE ČREVA TEHOTNÝCH MYŠÍ
PO PODANÍ VYBRANÝCH LÁTOK
H. Svobodová, J. Hlinková, M. Kopáni
Úvod
Enviromentálne faktory prostredia vplývajú na zdravotný stav tehotných samíc a ovplyvňujú
prenatálny vývoj plodu. Vybrali sme látky, s ktorými môžu tehotné ženy prísť do kontaktu, alebo
navodzujú rôzne zdravotné stavy. Coca-cola je nápoj, ktorý môže spôsobovať obezitu a diabetes
a u potomstva vývojové a metabolické ochorenia [1]. Letrozol je inhibítor aromatáz. Znižuje tvorbu
estrogénov, čo sa využíva pri hormonálnej liečbe rakoviny prsníka. Môže mať vplyv na potomstvo,
u ktorého môže spôsobovať lokomotorické a srdcové abnormality [2]. Antibiotiká narúšajú črevnú
mikroflóru, čo môže mať vplyv na zápal čreva. Vplyv na zápal má aj mitochondriálna DNA (mtDNA) [3].
V tejto práci sme sa zamerali na histochemické sledovanie železa v čreve tehotných samíc. Výskyt
železa v čreve poukazuje na nádory a zápalové ochorenia [4].
Materiál a metódy
Tehotné samice myší kmeňa CD-1 sme rozdelili do 5 skupín. Všetky myši boli chované v kontrolovaných
podmienkach s 12/12 hodinovým cyklom. Prvá skupina dostávala coca-colu a bežnú stravu ad libitum.
Druhá skupina dostávala vo vode antibiotiká ampicilín, vankomycín, neomycín, streptomycín a metotrexát.
Stravu a vodu s antibiotikami dostávali ad libitum. Tretej skupine bola intravenózne podaná mtDNA 1-krát
200µl, medzi 10-15. gestačným dňom. Štvrtej skupine bol 6-krát podaný letrozol subkutánne počas 14-19.
gestačného dňa. Tretia, štvrtá a kontrolná skupina dostávali vodu a jedlo ad libitum. Myši boli denne vážené
a bolo sledované množstvo tekutín ktoré vypili. Na 19. gestačný deň boli myši uspaté inhalačnou anestézou.
Bola im odobratá krv a orgány. Kusy čreva sme odobrali do 4% formalínu. Vzorky boli histologicky spracované
a farbené hematoxylín-eozínom na zvýraznenie buniek a roztokom ferrokyanidu draselného s HCl na železo.
Sledovali sme výskyt železa a zápalu v čreve.
Výsledky
Histologické vzorky skupín s podávanými látkami sa nelíšili od vzoriek odobratých z kontrolnej
skupiny. Nenašli sme zhluky železa v štruktúrach čreva.
Záver
Pozorovaním sme zistili, že podávané látky nemajú vplyv na výskyt železa v čreve samíc myší
v období tehotenstva. V budúcnosti sa zvýši počet zvierat, skupín, zameriame sa aj na iné faktory
a budeme pozorovať postnatálny metabolizmus a správanie potomstva.
Ďakujem kolektívu z Ústavu molekulárnej biomedicíny LFUK.
Literatúra
[1] Gurecká R., Koborová I., Janšáková K., et al.: Prenatal dietary load of Maillard reaction products combined with
postnatal Coca-Cola drinking affects metabolic status of female Wistar rats. 2015 Croat Med J, 56(2), pp. 94103.
[2] Bijan M. M., Hemmings R., Brassard N.: The Outcome of 150 Babies Following the Treatment With Letrozole or
Letrozole and Gonadotropins. 2005 Fertility and Sterility, pp. 84-95.
[3] Escames G., Lopez L. C., Garcia J. A., et al.: Mitochondrial DNA and inflammatory diseases. 2012 Hum.
Genet. 131, pp. 161–173, doi 10.1007/s00439-011-1057-y.
[4] Hormiblow R. D., Latude-Dada G. O., Harding S. E. et al.: The chelatation of colonic luminal iron by a unique
sodium alginate for the improvement of gastrointestinal health. 2016 Mol Nutr Food Res, doi:
10.1002/mnfr.201500882.
67
MERANIE HLUKU A JEHO VPLYV NA ZDRAVIE ČLOVEKA
L. Šebesta, P. Šalát, E. Ferencová, D. Kosnáč
Úvod
Hluk je akýkoľvek nežiaduci zvuk rôznych frekvencií, intenzít a hlasitosti, ktorý vyvoláva
rušivý, nepríjemný vnem a jeho pôsobenie môže mať negatívny vplyv na ľudský organizmus.
Hluk okrem poškodenia sluchového orgánu so sebou prináša taktiež nesluchové (nešpecifické)
účinky. Účinky sú výsledkom stimulácie vegetatívneho nervového systému, retikulárnej
formácie a kôrových a podkôrových mozgových centier. Hluk pôsobí ako stresový faktor, ktorý
aktivuje mechanizmy stresovej reakcie organizmu..
Materiál a metódy
Meranie hladiny akustického tlaku bolo prevedené na vybraných štyroch miestach
v Bratislave a v okresnom meste Detva. Hodnoty boli merané pomocou smartfónov
a to s platformou iOS v Bratislave cez aplikáciu Decibel 10th a Andriod v Detve pomocou
aplikácie iNVH. Pre vyššiu presnosť merania sme si obe aplikácie najskôr kalibrovali pomocou
hlukomeru SL 814. Pri každom meraní bolo odčítaných 5 hodnôt v intervale po jednej minúte.
Následne sme spriemerovali aj hodnoty namerané v jednom dni. Takto bolo možné porovnať
hlučnosť vybraných miest medzi sebou v týždni a v oboch mestách.
Výsledky
Záver
Výsledky demonštrujú objektívne prekročenú normu hluku v okolí LFUK a na veľkej
križovatke menšieho okresného mesta. Doterajšie výsledky poukazujú na nižší hluk v menšom
okresnom meste, čo potvrdzuje hypotézu, že jedným z najväčších zdrojov hluku sú dopravné
prostriedky, ktorých hustota je v Detve nižšia. Pilotná štúdia potvrdila, že hlučnosť v okolí
LF UK v Bratislave dosahuje celkovo vyššie hodnoty ako v Detve. Miesta, na ktorých bola
prekročená prípustná hodnota hluku predstavujú z dlhodobého hľadiska zdravotné riziko.
Príspevok je súčasťou riešenia GP KEGA MŠVVaŠ SR 003UK-4/2016.
Literatúra
[1] Marček T., Kukurová E.: Regenerácia – Compendium lekárskej fyziky. 3. vydanie. Bratislava: Asklepios, 2004.
308 s. ISBN 80-7167-074-4.
[2] Vyhláška č. 549/2007 Zb. Ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky zo 16. augusta 2007 o prípustných
hodnotách hluku, infrazuku a vibrácií a o požiadavkách na objektivizáciu hluku, infrazvuku a vibrácií v životnom
prostředí [online]. [cit. 20.2.2016]. Dostupné na internete: http://www.uvzsr.sk/docs/leg/549_2007_hluk_infra.pdf.
68
VPLYV CHLADOVEJ BLOKÁDY N. VAGUS A VAGOTÓMIE
NA KAŠĽOVÝ REFLEX U ANESTÉZOVANÝCH MAČIEK
M. Šimera, I. Poliaček, M. Veterník, L. Babálová, Z. Kotmanová, J. Jakuš
Ústav lekárskej biofyziky, Jesseniova lekárska fakulta UK v Martine, Martin, SR
Materiál a metódy
V experimentoch sme použili experimentálny model anestézovanej mačky (20 jedincov
oboch pohlaví; 3,31±0,16 kg) v pentobarbitalovej anestéze. Zaznamenávali sme ezofageálny
tlak (ET) a elektromyografickú aktivitu (EMG) diafragmy (DIA) a abdominálnych svalov (ABD),
ktoré boli snímané jemnými drôtikovými háčikovými elektródami. Kašľový reflex sme vyvovali
mechanickou stimuláciou (mäkkým katétrom) oblasti dolných dýchacích ciest cez
tracheostomickú kanylu. N. vagus v dĺžke 15 mm bol unilaterálne / bilaterálne odpreparovaný
v oblasti krku, izolovaný od okolitých spojivových tkanív a umiestnený na hliníkový žliabok.
Na povrch nervu bola zafixovaná termosonda pre monitorovanie teploty nervu. Chladenie nervu
bolo zabezpečené chladením hliníkového žliabku suchým ľadom, ktorý bol striedavo pridávaný
alebo uberaný podľa teploty nervu. Týmto spôsobom sme dosiahli priemernú teplotu pod 5 °C
(pravý nerv 3,9 ± 0,4 °C a ľavý nerv 4,4 ±0,2 °C). Vagotómiu sme vykonali priečnym preťatím
nervu v krčnej oblasti.
Výsledky
Kašľové odpovede pred, počas a po chladení (n=14) a po vagotómii (n=8). ET I a ET E,
inspiračné a exspiračné amplitúdy ET; *, **,***, p<0,05, p<0,01, a p<0,001 v porovnaní
s kontrolou; ++, +++, p<0,01 a p<0,001 ohriatie v porovnaní s chladením; &, p<0,05, &&, p<0,01
v porovnaní s kontrolou pred vagotómiou; #, ### p<0,05, p<0,001 kontrola pred vagotómiou
v porovnaní s kontrolou pred chladením; $, $$, p<0,05 and p<0,01 vagotómia v porovnaní
s chladením. Chladenie na rozdiel od vagotómie signifikantne predĺžilo vačšinu sledovaných
časových parametrov kašľa (p<0,001 vs p>0,13).
Záver
Unilaterálne chladenie nervus vagus pod 5 °C u anestézovaných mačiek ukázalo: 1) výrazné
zníženie počtu kašľov, 2) žiadne významné rozdiely v znížení počtu kašľov pri porovní chladenia
ľavého alebo pravého n. vagus, ale predpokladáme, že jedna strana je dominantná, 3) signifikantné
predĺženie viacerých časových parametrov kašľa, 4) menej výrazný vplyv vagotómie na kašeľ
v porovnaní s chladením.
Rozdielny efekt chladenia a unilaterálnej vagotómie na kašeľ, podporuje teóriu, že aferentné
nemyelinizované vlákna n. vagus, ktoré nie sú ovplyvnené chladením pod 5 °C majú inhibičný vplyv
na reflexnú odpoveď.
Práca bola podporená z projektu "Martinské centrum pre biomedicínu (BioMed Martin)“, ITMS kod: 26220220187,
(20%), a z projektov: APVV-0189-11 (30%), VEGA 1/0126/12 (20%) a VEGA 1/0253/15 (30%).
69
VZTAH MEZI DYNAMIKOU LOKÁLNÍCH ADHESIVNÍCH INTERAKCÍ
A GLOBÁLNÍ DYNAMIKOU AXONÁLNÍ SÍTĚ
D. Šmít
1,2,3
3
4
3
1,2
, C. Fouquet , F. Pincet , A. Trembleau , M. Zápotocký
1
Oddělení početních neurověd, Fyziologický ústav AV ČR, Praha, ČR, 2Ústav biofyziky
a informatiky, 1. LF Univerzity Karlovy, Praha, ČR, 3Univerzita Pierre et Marie Curie,
Neuroscience Paris Seine, Paříž, FR, 4École normale supérieure, UMR 8550, Paříž, FR
Úvod
Během vývoje nervové soustavy se rostoucí axony seskupují a tvoří těsné svazky. Jedná se
o postupný proces provázený kontaktními interakcemi mezi jednotlivými axony a dynamickými
procesy reorganizace. Tyto interakce v konečném důsledku udávají časově proměnlivý
charakter celé sítě.
Materiál a metody
Analyzovali jsme dynamiku tvorby svazků axonů v explantátech čichového epitelu z myších
embryí (den 13-14). Po 2denní kultivaci na lamininovém substrátu byl růst explantátu
zaznamenáván DIC mikroskopem v minutových intervalech. Záznamy zachycují vznik sítě
a svazků axonů; vývoj sítě vychází z mnoha zipovacích procesů, během kterých dva přilnuté
svazky zvětšují délku vzájemné kontaktní oblasti.
S využitím dříve vytvořené databáze jednotlivých zipovacích procesů, statistických
parametrů sítě v čase a pravděpodobnostního rozdělení napětí v axonech, stanoveného
v rámci jiných, mikromanipulačních experimentů, jsme vytvořili a analyzovali biofyzikální model
pozorované střednědobé statiky v síti, který dává do souvislosti lokální geometrii a rozložení
napětí, a dynamiky, který svazuje lokální nerovnováhu napětí s modely různých typů
disipativních sil.
Výsledky
Využitím formulovaného modelu jednotlivých zipů a pravidel škálování biofyzikálních
a geometrických veličin jsme předpověděli vývoj globálních parametrů sítě v čase. Zobecněním
lokálního modelu na globální úroveň jsme stanovili matematickou souvislost mezi distribucí úhlů
a distribucí napětí v síti ve statickém přiblížení, která nám umožnila stanovit hodnotu parametru
adhesivních meziaxonálních interakcí. Srovnáním modelových a pozorovaných drah zipování jsme
omezili okruh přípustných disipativních mechanismů. Aplikací těchto zobecnění lokálního modelu
jsme dokázali nabídnout vysvětlení pozorování publikovaných v dřívější literatuře [1].
Závěr
Přímočarým zobecněním modelu lokálních kontaktních interakcí v axonální síti jsme získali
model pro statistické parametry sítě na větší prostorové i časové škále. Kvantifikace
předpovězených změn statistik sítě v čase byla konzistentní s pozorováními těchto změn
v experimentech.
Poděkování: Grantová agentura ČR, GAČR 14-16755S a Grantová agentura UK, GAUK 396213
Literatura
[1] Roberts A., Taylor, J.S.H.: A scanning electron microscope study of the development of a peripheral
sensory neurite network. Department of Zoology, University of Bristol, 1982, J. Embtol. Exp. Morph,
Vol. 69, pp. 237-250.
70
PROTEÓM ADULTNÝCH MESENCHYMÁLNYCH KMEŇOVÝCH
BUNIEK: HMOTNOSTNO-SPEKTROMETRICKÁ ANALÝZA
MEZENCHYMÁLNYCH KMEŇOVÝCH BUNIEK IZOLOVANÝCH
Z CHORIÓNOVEJ MEMBRÁNY ĽUDSKEJ PLACENTY
Z. Tomková, I. Géci, P. Bober, M. Alexovič, J. Sabo
Ústav lekárskej a klinickej biofyziky, Lekárska fakulta, UPJŠ v Košiciach, SR
Úvod
Ľudská placenta je zdrojom mezenchymálnych kmeňových buniek (MKB), ktoré vykazujú vlastnosti
sebaobnovy a diferenciácie do rôznych bunečných typov, podobne ako mezenchymálne kmeňové
bunky kostnej drene alebo tukového tkaniva, s terapeutickým potenciálom v regeneračnej medicíne
a tkanivovom inžinierstve [1]. Cieľom tejto práce bola elektrosprejová hmotnostno-spektrometrická
analýza proteomických vzoriek MKB izolovaných z choriónovej membrány ľudskej placenty.
Materiál a metódy
MKB boli izolované z choriónového obalu ľudskej placenty a kultivované v laboratórnych
podmienkach. K bunkovému peletu bola pridaná 8 M močovina a za pomoci sonifikátora boli bunky
rozbité. Centrifugáciou sa získal supernatant, ktorý predstavoval celobunkový proteínový lyzát.
Koncentrácia proteínov bola určená Bradfordovou metódou pri vlnovej dĺžke 595 nm. Primárne
vyextrahované proteíny sa odseparovali ultracentrifugovaním pri 15 000 g a následne sa vykonala
trypsínová digescia v roztoku. Separácia peptidov sa uskutočnila frakcionovaním na báze rozdielnej
hodnoty pI pomocou off-gel frakcionátora, pričom získané peptidické frakcie boli injektované do 2D
nano HPLC pre postupnú separáciu na reverznej fáze C18 v online zapojení s ESI hmotnostným
spektrometrom (amaZon speed ETD, Bruker, Germany). Hmotnostno-spektrometrická analýza
peptidov sa uskutočnila technikou iónovej pasce a výsledná identifikácia proteínov sa uskutočnila
pomocou nástroja MASCOT vyhľadávaním v proteínovej databáze SwissProt.
Výsledky
Na základe získaných dát bolo identifikovaných 2508 proteínov, patriacich do 29 rozličných
proteínových tried a 10 skupín, pričom najväčšie zastúpenie predstavovali proteíny s katalytickou
aktivitou (916, 37%) a najmenšie zastúpenie proteíny s antioxidačnou aktivitou (13, 0,5%).
Z celkového množstva bolo identifikovaných 17 povrchových markerov, typických pre MKB
z choriónovej membrány, ale aj MKB kostnej drene či tukového tkaniva: CD105, CD73, CD44,
CD90, CD166, CD29, integrin alpha-5, HLA-G, vimentin, aminopeptidáza-N, integrín alfa-1,
5 markerov typu HLA class I, NCAM-1.
Záver
S využitím ESI MS iónová pasca v kombinácii s nano-HPLC bolo možné identifikovať proteíny
mezenchymálnych kmeňových buniek, ktoré sú súčasťou choriónovej membrány ľudskej placenty,
a následne jednotlivé proteíny charakterizovať z funkčného hľadiska. Z celkového množstva
2508 identifikovaných proteínov najväčšie zastúpenie predstavujú proteíny s katalytickou a väzbovou
aktivitou. Zároveň boli identifikované povrchové markery choriónových MKB.
Práca bola vypracovaná ako súčasť grantového projektu KEGA 020UK-4/2014.
Literatúra
[1] SONCINI M., VERTUA E., GIBELLI L., ZORZI F. et al. Isolation and characterization of mesenchymal
cells from human fetal membranes. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine 1: 296305, 2007. ISSN: 1932-7005.
71
PROJEKTOVÝ ZÁMER MONITOROVANIA ELEKTROMAGNETICKÉHO SMOGU V ZDRAVOTNÍCKYCH ZARIADENIACH
M. Trnka, E. Kráľová
Úvod
S vedecko-technickým pokrokom súvisí aj vznik a rozširovanie umelých zdrojov
elektromagnetického žiarenia využívaných v rôznych sférach bežného života. Vysokofrekvenčné
elektromagnetické polia (EMP) sa využívajú v rôznych technológiách, najčastejšie pre potreby
komunikácie, a tiež v lekárstve (napr. zobrazovanie magnetickou rezonanciou)
a na vysokofrekvenčný ohrev (diatermia). Vznikol pojem elektromagnetický smog (EMS), ktorý
predstavuje súhrn frekvencií elektrických, magnetických a elektromagnetických polí vytvorených
umelými zdrojmi.
Na základe vedeckých výskumov boli stanovené medzinárodné a slovenské normy
a ochranné opatrenia, obmedzujúce expozíciu EMP pre obyvateľstvo aj pracovníkov
na exponovaných pracoviskách. Normy tiež určujú limity emisií z prístrojov, hlavne z technických
dôvodov, napr. kvôli možnému rušeniu iných zariadení (citlivé medicínske prístroje, lietadlá a pod.).
Materiál a metódy
Na meranie EMS využívame digitálny vysokofrekvenčný analyzátor EMP HF35C
umožňujúci meranie EMP v intervale frekvencií 800 MHz – 2,5 GHz. Tento frekvenčný rozsah
je významný preto, lebo pokrýva frekvencie mobilných telefónov GSM (Global System for
Mobile Communication 900-1800 MHz), mikrovlnových rúr (2,45 GHz), ako aj technológií
generácie UMTS (Universal Mobile Telecommunications System 1900-2100 MHz) alebo
Bluetooth, ktoré sa dnes intenzívne rozvíjajú.
Výsledky
Na vybraných spolupracujúcich pracoviskách – Neonatologická klinika intenzívnej
medicíny LFUK a DFNsP v Bratislave, Detská dermatovenerologická klinika LFUK v Bratislave,
II. Interná klinika LFUK a UN v Bratislave budeme monitorovať úroveň elektromagnetického
smogu v priestoroch so zvýšenou výskytom elektrických prístrojov (inkubátory, osvetľovacie
zariadenia a pod.). Následne uskutočníme analýzu súčasného stavu teoretických poznatkov
pracovníkov o rizikových fyzikálnych faktoroch v zdravotníckych zariadeniach a preventívnych
opatreniach z pohľadu ochrany zdravia pri práci so zameraním na elektromagnetický smog.
Záver
Na základe výsledkov meraní navrhneme model liečebno-preventívnych opatrení, ktoré
by mali byť zamerané predovšetkým na včasné odhalenie zhoršenia zdravotného stavu
pracovníkov na exponovaných pracoviskách. Na tento účel pri rizikových faktoroch slúžia
zvyčajne predbežné a pravidelné lekárske prehliadky osôb pracujúcich v rizikovom prostredí.
Literatúra
[1] Kráľová, E. Vplyv elektromagnetického smogu na ľudský organizmus – aktuálna téma výučby
medikov v podmienkach elektronizácie. In: Spektrum informačných zdrojov z biomedicínskeho
prostredia & výmena teoretických a klinických poznatkov. Kráľová, E., Trnka, M. (Eds). Praha:
Evropská asociace pro fototerapii, 2015, 282 s.
72
HODNOCENÍ METOD PRO DETEKCI NEFUNKČNÍCH MĚNIČŮ
ELEKTRONICKÝCH VYŠETŘOVACÍCH SOND
1
2
1
2
1
J. Vachutka , C. Kollmann , L. Doležal , S. Wildner , K. Langová
1
2
Ústav lékařské biofyziky, Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, ČR
Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik, MedUni Wien, AT
Úvod
Elektronické vyšetřovací sondy jsou jednou z nejdůležitějších součástí diagnostického ultrazvukového
přístroje. Podle nedávných poznatků jsou ovšem tyto sondy náchylné k různým typům poruch. Mezi
nejčastější poruchy patří snížená citlivost nebo úplná ztráta funkce jednotlivých elektroakustických měničů
sondy (tzv. weak nebo dead elements), mechanické poškození sondy, delaminace (odchlípení tlumící
vrstvy, vazební vrstvy nebo akustické čočky), přerušení nebo elektrický zkrat kabelu, případně chybná
funkce konektoru. Cílem této práce je zhodnotit citlivost a spolehlivost jednoduchých měřících metod,
které lze v praxi využít pro detekci nefunčních měničů elektronických vyšetřovacích sond.
Materiál a metody
Do hodnocení jsme zahrnuli dvě různé metody – jednoduchý test využívající pro detekci nefunkčních
měničů úzkého kovového předmětu (kancelářské sponky nebo mince) a test využívající měřící zařízení
„The Nickel“ vyvinuté firmou Sonora Medical Systems (Longmont, USA). Metody byly hodnoceny
pomocí ultrazvukového diagnostického systému Sonix RP (Burnaby, Canada), který je vybavený
softwarem umožňujícím simulovat poruchy sondy prostřednictvím vypínání jednotlivých měničů.
Pro hodnocení metod byla použita lineární a konvexní sonda.
Hodnocení se zúčastnili tři různí pozorovatelé, kteří byli detailně seznámeni s principem jednotlivých
metod a kteří metody již dříve aktivně využívali. Jejich úkolem bylo stanovit, jestli jsou u dané sondy
přítomny simulované poruchy, které podle stupně závažnosti odpovídaly jednomu, dvěma nebo třem
sousedícím nefunkčním měničům.
Hodnoceným parametrem byla schopnost pozorovatele prostřednictvím dané metody správně určit
pozici simulované poruchy sondy a odhadnout závažnost poruchy. Zároveň byl sledován i výskyt falešně
pozitivních výsledků, tzn. případů, kdy byly za nefunkční označeny zcela bezproblémové měniče. V rámci
statistického hodnocení byly vzájemně porovnány výsledky získané prostřednictvím jednotlivých metod,
výsledky naměřené u jednotlivých typů sond a rovněž byla posouzena shoda jednotlivých pozorovatelů.
Výsledky
Výsledky našich měření ukázaly, že v případě závažnějších poruch odpovídajících dvěma nebo třem
sousedícím nefunkčním měničům jsou obě metody naprosto spolehlivé, s výjimkou poruch, které
se nacházejí bezprostředně při okraji sondy. V případě jednoho nefunkčního měniče byla u jednoho
z pozorovatelů metoda využívající kancelářskou sponku statisticky významně úspěšnější než metoda
využívající zařízení „The Nickel“. Stejný rozdíl byl zjištěn i u druhého pozorovatele v případě měření
s lineární sondou. U jednoho z pozorovatelů byl v případě použití kancelářské sponky při měření
s konvexní sondou statisticky významně vyšší počet falešně pozitivních výsledků v porovnání s druhou
měřící metodu. Podobné závěry lze učinit i z analýzy shody jednotlivých pozorovatelů.
Závěr
Naše hodnocení použitých metod ukázalo, že v případě méně závažných poruch může být
detekce těchto poruch především při použití měřícího zařízení „The Nickel“ problematická. Na základě
našich pozorování byly navrženy postupy, jak obě měřící metody optimalizovat ve smyslu zvýšení
úspěšnosti detekce poruch a snížení počtu falešně pozitivních výsledků.
73
ZLATÉ NANOČÁSTICE: STABILITA A TOXICITA PRODUKTŮ
GREEN SYNTÉZY VE SROVNÁNÍ S KONZERVATIVNÍ ČISTĚ
CHEMICKOU SYNTÉZOU
Biofyzikální ústav LF Brno, ČR
Úvod
Zlaté nanočástice jsou zejména na základě jejich výborných optických vlastností a snadné
přípravě stále oceňovaným a vyhledávaným prostředkem nejen v medicíně. Důraz je však
v dnešní době kladen nejen na chemické a fyzikální vlastnosti těchto částic, ale také
na ekologické a ekonomické aspekty. Proto se pomalu dostávají do popředí tzv. Green
syntézy, které by měly mít na základě snížení podílu syntetických chemikálií při výrobě nové
možností z hlediska aplikace a současně být šetrné k životními protředí a ekonomicky
výhodné.
Material a metody
Green syntéza za použítí zlatité soli (HAuCl4, 0,1 M) a citrónového extraktu v různých
koncentracích byla použita pro vznik zlatých nanočástic. Použitý citrónový extrakt byl získán
z BIO citrónů z důvodů co nejlépe reprodukovatelných pokusů (předcházení změny
v podmínkách syntézy ve formě odlišných koncentrací absorbovaných postřikových látek
apod.). Následně byl extrakt několikrát centrifugován a na závěr přefiltrován skr filtrační papír
pro záchyt částic o velikosti 5 - 8 µm. Výsledný roztok byl použit jako redukční činidlo zlatité
soli. Částice byly srovnávaný na základě UV-VIS spekter. Toxicita byla zkoumána klasickým
MTT testem na rakovinných buňkách A2780 a odečítána po 24 hodinách.
Výsledky
Byl zkoumán vliv koncentrace přítomné kyseliny askorbové ve formě citrónového extraktu
na vznik zlatých nanočástic. Dále byl u vybraných vzorků proveden test cytotoxicity in vitro.
Získané výstupy byly dány do srovnání s výsledky získanými předchozí zkoumanou zrnkovou
metodou. Naše předpoklady byly potvrzeny a produkty získané green syntézou byly
za daného nastavení požadavků jednodušší na výrobu, srovnatelné ve stabilitě a výrazně
méně toxické.
Závěr
Na základě provedených pokusů, výstupních hodnot a srovnávací studie lze považovat
produkty vzniklé green syntézou za srovnatelné a v mnoha aspektech vhodnější pro další
použití v medicíně v porovnání s klasickou chemickou syntézou.
74
INOVACE VZDĚLÁVACÍ ČINNOSTI:
BIOFYZIKA V OBLASTI FYZIOTERAPIE
Biofyzikální ústav LF Brno, ČR
Úvod
Fyzioterapie se stala v poslední době jedním z nejžádanějších oborů a je častou volbou
pro zájemce o vysokou školu s medicínským zaměřením. Nároky na absolventy tohoto
odvětví jsou jasně vymezeny a specifikovány. S ohledem na budoucí požadavky v praxi
je tedy žádoucí postupně zauktualizovat výuku pro tyto studenty a umožnit jim lépe
se orientovat na problematiku, která na ně bude čekat v jejich budoucí profesi. Dnešní
fyzioterapeutická praxe je z velké části tvořena technikami fyzikální terapie využívajících
fyzikálních faktorů jako je el. proud, či magnetické pole a proto by měl absolvent vykazovat
široké spektrum hlubokých znalostí právě v této problematice.
Material a metody
Cílem bude vytvoření nového sborníku studijních materiálů pro předmět Biofyzika
se specifickým zaměřením na obor Fyzioterapie. Tato inovace bude zahrnovat přípravu
nového sylabu, e-learningových modulů, vzdělávacích textů a jiných studijních pilířů
za účelem větší specifikace předmětu pro tento konkrétní obor. Součástí výstupu z projektu
bude také soubor multimediálních učebních pomůcek. Vytvořené sady výukových materiálů
budou také obsahovat pracovní listy a testy, které budou cíleně rozvíjet a ověřovat znalosti
studentů v souladu s vytvořenými předpokládanými výstupními předpoklady a současně jim
i vyučujícímu dávat zpětnou vazbu. Jedním z hlavních pilířů nových učebních materiálů bude
využití přístrojové techniky a pochopení jejího biofyzikálního pozadí s orientací na tento
lékařský obor.
Výsledky
Výsledkem tohoto projektu by mělo být zmodernizování výuky biofyziky se zaměřením
pro fyzioterapeuty. Hlavní důraz bude kladen na pochopení základních principů a funkcí
jednotlivých přístrojů s ohledem na jejich pozdější praktické využití.
Závěr
Projekt je specifický svým úzkospektrálním zaměřením pro studijní obor Fyzioterapie,
kdy reaguje na přetrvávající zájem uchazečů o tento relativně nový obor a s tím související
nutnost poupravit výstupní znalosti studentů po absolvování předmětu biofyzika tak, aby byly
maximálně využitelné pro jejich pozdější praxi.
75
NOVÉ METÓDY SNÍMANIA ELEKTRODERMÁLNEJ AKTIVITY
1,2
1
1
1
1
E. Vavrinský , V. Stopjaková , J. Mihalov , M. Daříček , M. Donoval ,
1
V. Tvarožek
1
2
Ústav elektroniky a fotoniky, FEI STU Bratislava, SR
Úvod
Príspevok sa venuje návrhu senzorových systémov na snímanie elektrodermálnej aktivity (EDA), pričom
naším cieľom je najmä posunúť meranie z laboratórneho a ambulantého prostredia do oblasti dlhodobejšieho
a prenosného monitoringu. Podobne ako je to pri aplikácii holterov v EKG, bude aj tu možné lepšie odhaliť
viaceré psychologické a zdravotné aspekty človeka a jeho správania.
Materiál a metódy
Skonštruované zariadenia v porovnaní s bežnými laboratórnymi musia mať batériové napájanie a oveľa
nižšiu spotrebu, musia úspešnejšie potláčať artefakty vyplývajúce z bežného života a v neposlednom rade
by mali, čo najmenej obmedzovať vyšetrované osoby. Vo výsledkoch postupne spomenieme 2 zariadenia,
ktoré sme skonštruovali.
Výsledky
Prvé zariadenie (Obr. 1) vychádzalo z nášho predchádzajúceho výskumu, kde sme začali snímať
elektrodermálnu aktivitu za použitia interdigitovaného poľa mikroelektród (IDAE). Vďaka čomu môžeme merať
lokálne – len na jednom prste a s nižšími artefaktami [1]. Zariadenie má tvar prsteňa, kde na spodnej strane
je spomínaná IDA štruktúra a zmeraná kožná vodivosť je prenášaná bluetoothom do externého zariadenia.
Druhé zariadenie (Obr. 2) vychádzalo z nášho vývoja univerzálneho fyziologického holtera a smart-biotrička
[2]. V tomto zariadení sme vlastne do rukávov elastického trička všili na predlaktie vodivé látky a EDA sme
merali unipolárne cez impedančný analyzátor obvodu TI ADS1292R.
Obr.1 „EDA“ ring.
Obr. 2 „Smart“ tričko.
Záver
Obe zariadenia sme podrobili laboratórnym testom aj praktickým testom v bežnom prostredí. Dosiahnuté
výsledky splinili požadované parametre a potvrdili vhodnosť na dlhodobý monitoring. V niektorých
parametroch, ako napríklad rýchlosť odozvy sme dokonca dosahovali lepšie výsledky ako v laboratóriu.
Práca bola vypracovaná ako súčasť grantových projektov APVV-0819-12, APVV-0496-12 a VEGA 1/0459/12.
Literatúra
[1] Vavrinský E., Stopjaková V., Brezina I., Majer L., Soláriková P., Tvarožek V., “Electro.Optical Monitoring and
Analysis of Human Cognitive Processes.” In: Semiconductor Technologies. - Vukovar : InTech, 2010. ISBN 978-953-307-080-3. pp. 465-490.
[2] Vavrinský E., Daříček M., Moskáľová D., Horínek F., Donoval M.. Design of Very Precise and Miniature Low
Power ECG Holter. In Electrocardiology 2014: Proceedings of the 41st International Congress on
Electrocardiology. Bratislava, Slovak Republic, 4-7 June, 2014. Bratislava : Slovak Academy of Sciences,
2014, s. 257-260. ISBN 978-80-969-672-7-8.
76
VPLYV AKUSTICKÉHO VLNENIA
NA VARIABILITU FREKVENCIE SRDCA
M. Veterník, J. Míšek, V. Jakušová, H. Habiňáková, J. Jakuš
Ústav lekárskej biofyziky, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, UK v Bratislave, SR
Úvod
Akustické vlnenie má vplyv na vegetatívny nervový systém – nad hladinu akustického tlaku
váženú filtrom A 60 – 65 dB [1]. V našej práci sme sledovali vplyv akustického vlnenia
na variabilitu frekvencie srdca (VFS), ktorá je ovplyvňovaná autonómnym nervovým systémom
pozostávajúcim zo sympatikovej a parasympatikovej časti.
Materiál a metódy
Merania prebiehali u 12 študentiek Gymnázia Viliama Paulínyho Tótha v Martine s priemerným
vekom 16,75 ± 0,18 roka ( ̅ ± SE) a BMI=20,03 ± 0,17. Študentky boli vystavené akustickému
vlneniu s frekvenciami 20 Hz (ekvivalentná hladina akustického tlaku LAeq=65,5 ± 0,06 dB), 50 Hz
(LAeq=65,45 ± 0,13 dB), 2000 Hz (LAeq=65,41 ± 0,39 dB), 15000 Hz (LAeq= 65,28 ± 0,97 dB),
v trvaní 5 minút. Počas expozície akustickým vlnením probandky ležali v supinačnej polohe, hlavu
mali vzdialenú od zdroja zvuku 70 cm, hodnoty LAeq boli merané na úrovni hlavy. Medzi meraniami
bolo generované akustické vlnenie prerušené po dobu 2 minúty. Pred meraniami
(LAeq=31,45 ± 0,99 dB) a po meraniach (LAeq= 29,37 ± 0,97 dB) boli zaznamenané kontrolné
záznamy EKG. Srdcovú činnosť sme zaznamenávali pomocou jednozvodového EKG, z ktorého
bola vyhodnocovaná variabilita frekvencie srdca. EKG záznamy boli zaznamenávané komerčne
vyrábaným zariadením Dians PF8 (ČR). Ekvivalentná hladina akustického tlaku LAeq bola meraná
integračným zvukomerom triedy 1 Brüel & Kjaer, typ 2240, analýza VFS bola vykonaná softvérom
Medical DiANS PC v.1.3.0.0.
Výsledky
V analýze VFS sme sa zamerali na parameter LF/HF, ktorý vyjadruje sympatiko-vagovú
rovnováhu. LF (low frequency band) komponent spektra VFS je dominantne ovplyvňovaný
sympatikom, zvýšenie centrálnej aktivity sympatika vyvoláva absolútne alebo relatívne zvýšenie
oscilácií v tomto pásme. Aktivita v HF (high frequency band) pásme je odrazom vplyvu na činnosť
srdca, považuje sa za marker jeho parasympatikovej regulácie. Zložka HF sa za fyziologických
okolností zvýrazňuje počas manévrov spojených s aktiváciou parasympatika [2]. Sledovaný
parameter LF/HF narastal so zmenou frekvencie akustického vlnenia ( ̅ ± SE, kontrola pred:
0,31 ± 0,05; 20 Hz: 0,32 ± 0,06; 50 Hz: 0,45 ± 0,14; 2000 Hz: 0,48 ± 0,16; 15000 Hz:
0,41 ± 0,09; kontrola po: 0,41 ± 0,09).
Záver
Naše výsledky naznačujú nárast aktivity sympatikového oddielu počas pôsobenia akustickým
vlnením. Najvýraznejší nárast sympatikovej aktivity sme zaznamenali pri frekvencii akustického
vlnenia 2000 Hz, pričom 6 z 12 študentiek uviedlo zvuk s touto frekvenciou ako najnepríjemnejší.
Táto práca bola podporená projektom APVV-0189-11 (prof. Jakuš) a VEGA 1/0253/15 (RNDr. Šimera).
Literatúra
[1] Žiaran, S. Ochrana človeka pred kmitaním a hlukom. 1. vydanie. Bratislava : Vydavateľstvo STU,
2008. 264 s. ISBN 978-80-227-2799-0.
[2] Javorka, K. et al. Variabilita frekvencie srdca : Mechanizmy, hodnotenie, klinické využitie. 1. Vydanie.
Martin : Vydavateľstvo Osveta, 2008. 204 s. ISBN 978-80-8063-269-4.
77
LIPOSOMAL HYDROXY-ALUMINIUM PHTHALOCYANINE FOR
PHOTODYNAMIC THERAPY OF CANCER
1,2
1,2
3
4
4
D. Větvička , M. Zadinová , M. Karásková , M. Nekvasil , P. Ježek ,
1,2
P. Poučková
1
Charles University in Prague, First Faculty of Medicine, Institute of Biophysics and
Informatics, Prague, CR, 2 RCD spol. s r.o., Dobrichovice, CR
3
Centre for Organic Chemistry, Ltd., Rybitvi, CR, 4 Academy of Sciences of the Czech
Republic, Institute of Physiology, Prague, CR
Introduction
Photodynamic therapy (PDT) is an approved for treatment of cancer for relatively long
time, but clinically it is used only marginally. To overcome the mistrust of clinicians, either new
photosensitizer or new formulations of known photosensitizers are needed. Here presented
data from our experimental study show the potential of liposomal hydroxyl-aluminium
phthalocyanine (AlOH-PC) against tongue and colon carcinomas.
Materials and Methods
The liposomes are prepared by patented microfluidization procedure, using sterile lecithin
solution with hydroxyaluminium phthalocyanine (AlOH- PC) powder producing liposomes
with mean diameter 500 nm. These liposomes are mixed with translucent gel for PDT.
A human colon HCT-116 and tongue H103 carcinoma cell lines were used in this pilot
study. Once tumors reached the required size of 6 mm in diameter, AlOH-PC gel
was applied topically. After 10 minutes (and 30 in case of HCT-116 tumors) mice were
exposed to irradiation by xenon lamp (600-700 nm, 635 nm peak) with total energy
of 100 J/cm2. Tumor size was measured twice a week and mice were observed for 32 days.
Results
Performed PDT of tongue carcinoma led to substantial decrease in tumor size in only
4 days after the PDT (initial average volumes of ~0.144 cm3 to ~0.011 cm3), Complete
remission occurred in all mice on a day 8. Later 25% of mice redeveloped slowly growing
tumors.
Treatment of colon carcinoma was not as efficient as in the case of the tongue
carcinoma. However, PDT led to a significant prolongation of tumor growth. At the end
of the experiment, control group tumors size was approximately four times larger than
in the treated group (10 minutes internalization interval). Also we have tested the efficiency
of irradiation itself without photosensitizer, but there was no effect on tumor growth.
Conclusion
We have therefor demonstrated the potential of liposomal AlOH-PC gel efficient PDT of tongue
and colon cancers. Very important is that sufficient drug-to-light interval between gel application
and illumination is only 10 minutes. This would bring additional benefit for potential PDT patients.
The complete preparation of liposomal AlOH-PC used in this study is patented
in the Czech Republic, Canada, Norway and all member states of the European Union.
This reserach was supported partly by the Technology Agency of the Czech Republic (grant nr.
TA01010781) and by the Ministry of Education, Youth and Sports (grant nr. LF14001).
78
ASPHERICAL OPTICS AND ITS APPLICATION
IN OPHTHALMOLOGY
1
1
O. Vlasák , J. Škorpíková , Z. Hlinomazová
1
2
Institute of Biophysics LF MU, Kamenice 3, 625 00 Brno, CR
2
Eye Clinic Lexum, Bezručova 22, 603 00 Brno, CR
Introduction
Spherical aberration is axially symmetric aberration and because of that it is easier for us to
correct it, instead of correcting the coma. The average corneal spherical aberration (SA) for
the population is +0.27 µm [1]. We also know that spherical intraocular lenses (IOL) induce spherical
aberration which adds to normally positive spherical aberration of the eye. Aspherical surfaces provide
better control of optical aberrations not only on-axis, but also off-axis [2,3]. Thus, if there is a risk
of decentred capsule, pupil, or loose zonula ligament, more appropriate choice of treatment is again
the asph IOL. In addition, the asph IOL surface allows to reduce central thickness as well; therefore,
reduces the overall volume of the lens. However, we also know, as predicted by the theory, both
positive and negative SA values resulted in smaller increase of the depth of focus (DoF); SA from
– 0.15 µm showed a slightly higher DoF than their positive counterparts [4].
Material and Methods
Retrospective study includes 3 types of aspheric IOLs: enVista MX60, Acrysoft IQ SN60WF
and Tecnis ZCB00. These lenses provide: enVista MX60 0.00, Acrysoft IQ SN60WF 0.20 and
Tecnis ZCB00 0.27 microns of negative spherical aberration in 6,0 mm optical zone of IOLs.
Corneal aberrations were measured by topographer Atlas and by tomographer Pentacam. Total
aberrations were measured by WASCA analyzer. Study group consisted of 104 eyes with asph
IOL and comparing group of 54 eyes with sph IOL. Caucasian race only.
Results
The average input value of corneal spherical aberration was 0,154 ± 0,086 µm for Atlas and
0,165 ± 0,076 µm for Pentacam. Between these two devices was not statistically significant
difference (p=0,405). The average output value of total spherical aberration was 0,190 ± 0,163 µm
(measured by WASCA). Average low mesopic size of pupil was 5,25 ± 0,32 mm. DoF with
aspherical IOL was 18,29 ± 3,06 cm and DoF with spherical IOL was 20,14 ± 2,92 cm (p=0,097).
The median of best corrected visual acuity with asph IOL was 1,18 and with sph IOL was 0,98.
Conclusions
Implantation of aspheric IOL allows doctors to reduce corneal spherical aberration. The value
of visual acuity with asph IOL is also higher, but the depth of focus is reduced.
Acknowledgements
[1] D. A. Atchison, “Optical design of intraocular lenses. II. Off-axis performance,” Optom. Vis. Sci.
66(9), 579–590 (1989).
[2] Design of isoplanatic aspheric monofocal intraocular lenses, Sergio Barbero, Susana Marcos, Javier
Montejo and Carlos Dorronsoro, Instituto de Óptica, Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC), Serrano 121, 28006 Madrid, Spain.
[3] S. Marcos, S. Barbero, and I. Jiménez-Alfaro, “Optical quality and depth-of-field of eyes implanted
with spherical and aspheric intraocular lenses,” J. Refract. Surg. 21(3), 223–235 (2005).
[4] Depth-of-Focus and its Association with the Spherical Aberration Sign. A Ray-Tracing Analysis, Ravi
C. Bakaraju, Klaus Ehrmann, Eric B. Papas, Arthur Ho, Received 19 July 2009, Accepted 19
October 2009
79
MODEL PŮSOBENÍ RÁZOVÉ VLNY GENEROVANÉ
MNOHOKANÁLOVÝM VÝBOJEM NA SPOJENÍ KOSTNÍ TKÁNĚ
S KOSTNÍM CEMENTEM
1
2
3
4
5
6
J. Zeman , J. Hach , W. Mikulaková , Ľ. Derňarová , A. Eliášová , P. Lukeš ,
1
1
L. Balážová , J. Beneš
1
Ústav biofyziky a informatiky, 1. lékařská fakulta, UK v Praze, Praha, ČR
2
I. ortopedická klinika, 1. lékařská fakulta, UK v Praze, Praha, ČR
3
Katedra fyzioterapie, Fakulta zdravotníctva Prešovskej univerzity, Prešov, SR
4
Katedra ošetrovateľstva, Fakulta zdravotníctva Prešovskej univerzity, Prešov, SR
5
Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i., Praha, ČR
Úvod
Zvyšující se počty reoperací u náhrady kyčelního kloubu jsou důsledkem vysokého počtu
primoimplantací v minulosti. U reoperací je větší procento komplikací, které mimo jiné souvisí
s extrakcí kostního cementu z kanálu femuru. Důvodem je technická a časová náročnost
extrakce kostního cementu. Sledovali jsme možné využití aplikace rázových vln generovaných
novým zdrojem pro extrakci kostního cementu. Rázová vlna se v medicíně využívá již řadu let
a to zejména v urologii k destrukci konkrementů. Využití má však také v ortopedii, kde nachází
uplatnění jako metoda léčby bolestí kalcifikujících entezopatií.
Materiál a metody
Ke generování rázových vln byl využit nový zdroj, který je založen na principu
mnohokanálového výboje. Modelem byly zvoleny femury experimentálních miniprasat.
Do kanálu femuru jsme implantovali kostní cement a následně aplikovali rázové vlny, poté
jsme změřili sílu nutnou k extrakci kostního cementu.
Výsledky
Při porovnání jednotlivých pokusných vzorků s jim odpovídajícími kontrolními vzorky
z druhého párového femuru, výsledky ukazují, že síla nutná k vytlačení cementu je u pokusné
skupiny vždy nižší než u skupiny kontrolní. Pokud porovnáme skupiny jako celek je viditelné,
že u pokusné skupiny je síla významně nižší než u kontrolní skupiny. Rozdíl mezi skupinami
je statisticky významný.
Závěr
Z výsledků experimentu vyplývá, že rázová vlna generovaná novým zdrojem je schopna
narušit spojení kosti a kostního cementu. Aplikace rázových vln by usnadnila extrakci
cementu a snížilo by se tak riziko, které pacientům při tomto druhu výkonu hrozí. V práci jsou
prezentovány výsledky předběžných experimentů, proto bude třeba provést další
experimenty, než bude možné tuto metodu použít v praxi.
Literatura
[1] ZEMAN, Jan, Jan HACH, Wioletta MIKULAKOVÁ, Ľubica DERŇAROVÁ, Anna ELIÁŠOVÁ, Petr
LUKEŠ, Lenka BALÁŽOVÁ a Jiří BENEŠ. A model of the action of the shock wave generated by a
multichannel discharge on the union of the bone tissue with bone cement. In Vivo. 2016, 30(no. 3),
237-242.
80
REGISTER AUTOROV
Alexovič, M., 12, 18, 21, 71
Amler, E., 13, 28, 34, 57
Andersen, M., C., 49
Babálová, L., 69
Babuška, V., 25
Balázsiová, Z., 14, 15
Balážová, L., 80
Balek, B., 16, 51
Balvan, J., 17
Bartoň Tománková, K., 31, 36, 52
Bánó, G., 66
Belejová, H., 54
Benada, O., 57
Bencková, M., 12, 18
Beneš, J., (Praha), 38, 80
Beneš, J., (Plzeň), 61
Benešová, J., 28
Bernard, V., 19, 65, 74, 75
Beznoska, J., 28
Bezrouk, A., 44
Běláček, J., 20, 38, 40
Binder, S., 53
Bober, P., 18, 21, 71
Boča, R., 43
Bolek, L., 11, 22, 25, 61
Brucknerová, I., 23
Buzgo, M., 13, 28, 57
Bužga, M., 64
Csongová, M., 30
Čunderlíková, B., 24
Daříček, M., 76
Dejmek, J., 22, 25, 61
Derňarová, Ľ., 80
Dibdiak, L., 26
Doležal, L., 73
Donoval, M., 76
Dostál, M., 27, 58
Ďoubal, S., 28
Eliášová, A., 80
Ferencová, E., 9, 68
Filová, E., 13, 28
Forýtková, L., 29
Fosse, S., V., 49
Fouquet, C., 70
Géci, I., 71
Greplová, J., 57
Gulati, S., 59
Gumulec, J., 17
Gurecká, R., 30
Habiňáková, H., 77
Hach, J., 80
Harbichová, I., 40
Harvan, L., 52
Harvanová, M., 31, 36
Haverlík, I., 32
Haverlíková, V., 32, 33, 47
Hána, K., 60
Heřman, P., 34, 40
Hlaváč, J., 57
Hlinková, J., 35, 43, 67
Hlinomazová, Z., 79
Hrubý, M., 56
Chvojka, J., 28
Jakuš, J., 39, 69, 77
Jakušová, V., 39, 77
Janoušová, E., 27
Ježek, P., 78
Jiravová, J., 36
Joniova, J., 66
Jůza, T., 37
Karásková, M., 78
Keřkovský, M., 27
Kestlerová, A., 38
Koborová, I., 30
Kofroňová, O., 57
Kohan, M., 39
Kolářová, H., 31, 36, 52, 53
Kollmann, C., 73
Komarc, M., 40
Koníček, L., 64
Kopáni, M., 14, 35, 41, 43, 67
Kordek, D., 45
Koričarová, S., 39
Kosnáč, D., 46, 47, 68
Kotmanová, Z., 69
Kozlíková, K., 46, 47
Králíčková, A., 28
Králíčková, M., 28
Kráľová, E., 9, 41, 48, 72
Kráľovič, M., 13, 34
Křížová, A., 17
Kubeš, Z., 40
Kubíček, L., 19, 65
Kučka, J., 56
Kuchařová, M., 28
Kuncová J., 25
Kvašnák, E., 40, 49, 50
Kymplová, J., 40, 50
Lacko, A., 63
Langová, K., 73
Laputková, G., 12
Litvinec, A., 28
Lukášová, V., 28
Lukeš, P., 80
Lustig, F., 16, 51
Macek sr., M., 38
Madar, J., 38
Malohlava, J., 52
Manišová, B., 53
Marková M., 25
Masařík, M., 17
Masár, O., 54
Mateašík, A., 24
Matlahová, K., 23, 55
Mattová, J., 56
Miglierini, M., 43
Mihalov, J., 76
81
Mikulaková, W., 80
Miškovský, P., 66
Míčková, A., 28, 57
Míšek, J., 77
Mlkvý, P., 24
Mornstein, V., 19, 40, 58, 65
Nekvasil, M., 78
Němcová, E., 27
Pakosová, L., 23, 55
Pálová, E., 62
Pešková, M., 38
Pincet, F., 70
Plencner, M., 13, 28
Pokorný, I., 13
Polák, J., 59
Poliaček, I., 69
Poučková, P., 26, 56, 78
Procházka, A., 59
Průcha, J., 60
Przewlocki, I., 54
Rampichová, M., 13, 28, 57
Raudenská, M., 17
Růžička, J., 61
Sabo, J., 12, 18, 21, 62, 71
Semančíková, E., 62
Sivčo, S., 46
Skopalík, J., 60
Slabeycius, J., 63
Smutný, M., 44
Socha, V., 60
Sochorová, H., 40, 64
Soural, M., 28, 57
Staffa, E., 19, 65
Staničová, J., 66
Stopjaková, V., 76
Strejčková, A., 66
Strnad, P., 29
Stulík, J., 27
Svobodová, H., 35, 43, 67
Sysel, D., 54
Šalát, P., 68
82
Šebeková, K., 30
Šebesta, L., 68
Šimera, M., 69, 77
Škorpíková, J., 79
Šmít, D., 70
Špálová, I., 38
Talian, I., 21, 62
Tkáčiková, S., 62
Tomková, Z., 21, 71
Tomsa, J., 34
Tonar, Z., 28
Trembleau, A., 70
Trnka, M., 43, 72
Tvarožek, V., 76
Vachutka, J., 73
Valkovičová, J., 19, 74, 75
Vavrinský, E., 76
Verba, A., 12
Veterník, M., 39, 69, 77
Vetrík, M., 56
Větvička, D., 26, 78
Vitovič, P., 23, 55
Vlasák, O., 79
Vlk, D., 37, 65
Wagnerová, S., 35
Wildner, S., 73
Zadinová, M., 26, 78
Zachar, L., 63
Záhora, J., 44
Zápotocký, M., 70
Zeman, J., 40, 80
Žižlavský, V., 19, 65
Zborník abstraktov
XXXI X. Dn i lekárskej biofy ziky
30. mája – 1. jún a 2016,hotel Signál, Pie šťany
© Editori: RNDr. Eva Kráľová, PhD.,
PhDr. Michal Trnka, PhD.
Vydala Univerzita Komenského v Bratislave vo Vydavateľstve UK, 2016.
ISBN 978-80-223-4105-9
XXXIX. DNI LEKÁRSKEJ BIOFYZIKY
ZBORNÍK ABSTRAKTOV
ISBN 978-80-223-4105-9
Univerzita
Komenského
v Bratislave

Zbornik Abstraktov - XXXIX. Dni Lekárskej Biofyzika - XXXIX-DLB

Transkript

Podobné dokumenty