Biophysik

Liebe Studentin, Lieber Student, Herzlich Willkommen auf der Seite für Biophysik. Hier findest Du Hilfsmittel für Dein Studium um das Lernen zu vereinfachen. Beispielsweise sind das Klausuren, Skripte und andere Lehrmaterialien. Außerdem findest Du eine Übersicht er Gthemen die in Biophysik behandelt werden.

Biostatistik

  • Deskriptive Statistik
  • Merkmaltypen, Grundgesamtheit, Stichprobe, Häufigkeitsverteilungen
  • Lageparameter (Durchschnitt, Modus, Median) und Streuungsparameter (Standardabweichung, Varianz, Spannweite) der Stichprobe.
  • Zufallsexperiment, Wahrscheinlichkeit, statistische Wahrscheinlichkeit
  • Verteilungen, Erwartungswert, Varianz und Streuung einer Verteilung
  • Analytische Statistik
  • Punktschätzungen und Intervallschätzungen, Standardfehler, Konfidenzintervalle für den Erwartungswert

Strahlungen in der Medizin

  • Strahlungsarten und ihre gemeinsame Eigenschaften
  • Wellenmodell, Amplitude, Phase, Wellengleichung, longitudinale/transversale Welle, Interferenz, Diffraktion,
    Beugung am Gitter
  • Elektromagnetische Strahlungen: gemeinsame Eigenschaften, 7 Bereiche mit Anwendungsbeispielen
  • Teilchenstrahlungen: Materiewellen, de Broglie-Wellenlänge, Photon, Photonenenergie, Photoeffekt, Einsteinsche
    Gleichung, Anwendungen
  • Größen zur Beschreibung des Energietransports (Strahlungsleistung, Intensität); Zusammenhänge mit der Geometrie des bestrahlten Körpers, bzw. der Lichtquelle 
  • Mechanische Strahlungen: gemeinsame Eigenschaften, 3 Frequenzbereiche

Licht in der Medizin

  • Geometrische Optik
    • Reflexion (Reflexionsgesetz, Abbildung durch Reflexion) 
    • Brechung (Brechzahl, Brechungsgesetz, Grenzwinkel, Totalreflexion, Endoskopie, Dispersion, Monochromator)
    • Sphärische Grenzfläche (Brechung, Brechkraft, optische Abbildung, Abbildungsgesetz) 
    • Linsen (Brechkraft, Linsenfehler, Abbildung, Linsengleichung, Vergrößerung) 
    • Mikroskop (Aufbau, Bildentstehung, Vergrößerung) 
  • Wellenoptik
    • Licht als Welle (Beugung an einem Gitter, Wellenlängenbereiche, elektromagnetische Welle, Konsequenzen –
      Auflösung der optischen Geräte, z. B. Mikroskop) 
  • Lichtemission
    • Temperaturstrahlung: qualitative Beschreibung, Größen, Spektrum, Gesetze (kirchhoffsches Gesetz, wiensches Verschiebungsgesetz, Stefan-Boltzmann-Gesetz), Anwendungen (IR-Therapie, IR-Diagnostik, Wärmehaushalt)
    • Lumineszenz: qualitative Beschreibung, Lumineszenzarten, Mechanismus der Lumineszenz bei Atomen und
      Molekülen, Gesetze (Stokes-Verschiebung, exponentielles Abklingen), Anwendungen (Spektroskopie, Mikroskopie, Sensoren, Lampen, Strahlungsdetektoren)
  • Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie
    • Reflexion: Reflexionsgesetz, diffuse Reflexion, Reflexionskoeffizient, Reflexionsspektrum
    • Streuung: Streuungskoeffizient, elastische Streuungen (Rayleigh- und Mie-Streuung), dynamische
      Lichtstreuungsmessung, unelastische (Raman-) Streuung 
    • Absorption: Absorptionskoeffizient, Absorptionsspektrum, Mechanismus der Absorption 
    • Absorption: Absorptionsgesetz, Absorbanz, Absorptionsspektrum, Schwächungsgesetz, Extinktion, Anwendungen
      (Absorptionsspektrometrie, Aufbau eines Spektrophotometers, Lambert-Beer-Gesetz, Pulsoxymetrie) 
    • Wechselwirkungen bezüglich der Polarisation: lineare Polarisation, Polarisator, optische Aktivität, Drehung der Polarisationsebene durch geordnete Strukturen, Spannungsoptik (*II/2.1.7)
  • Laser 
    • Entstehung (induzierte Emission, Populationsumkehr, Laserniveau), Aufbau und Funktion des Rubinlasers,
      Eigenschaften des Laserlichtes, Lasertypen, Anwendungen
  • Biologische Wirkungen des Lichtes
    • Allgemeine Beschreibung: Eindringtiefe und Wirkung, Photochemische Reaktionen, Physikalische Größen
    • Phototherapie, Photochemotherapie: Psoralen-UVA (PUVA), Photodynamische Therapie (PDT), Blaulichttherapie,
    • Zahnmedizinische Anwendungen

Strukturuntersuchungmethoden in der medizinischen Forschung

  • Mikroskopie
    • Spezielle Lichtmikroskope: Fluoreszenzmikroskop (*VI/2.3), Konfokale Laser Rastermikroskopie (CLSM) 
    • Superresolutionsmikroskope: Strukturierte Beleuchtung Mikroskopie (SIM), Stimulierte Emission Depletion
      Mikroskopie (STED)
    • Rastersondenmikroskope: Rasterkraftmikroskop (AFM) (*X/2), Das Rasterprinzip
    • Elektronenmikroskope: Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM), Raster-Elektronenmikroskop (SEM) 

Physikalische Grundlagen der Röntgendiagnostik

  • Erzeugung und Eigenschaften der Röntgenstrahlen
    • Allgemeine Charakterisierung, Herstellung der Röntgenstrahlung, Aufbau und Funktion der Röntgenröhre 
    • Bremsstrahlung, Spektrum, Duane-Hunt-Gesetz, Leistung, Wirkungsgrad der Röntgenröhre 
    • Charakteristische Röntgenstrahlung, Entstehung und Spektrum 
  • Röntgendiffraktionsmethode
    • Physikalische Grundlagen der Röntgendiagnostik
    • Wechselwirkungen zwischen Röntgenstrahlung und Materie: Schwächungsgesetz, Compton-Streuung, Photoeffekt, Paarbildung
    • Röntgenbildentstehung: Summationsbild, Rolle der Compton-Streuung und des Photoeffektes, Anwendung von Kontrastmitteln
    • Minimalisierung der Dosis (Filter, Kollimator, Abstand), Vergrößerung des Schattenbildes, Erhöhung der Bildqualität (Photonenenergie, Abstand, Fokus, Streustrahlungsraster)
    • Spezielle Verfahren: konventionelle Fluoroskopie, direkte digitale Technik, DSA 
    • Computertomographie: Grundprinzip, Röntgendichte, Messung, Bildrekonstruktion, Hounsfield-Skala (CT-Wert), Fensterung, CT-Generationen 1 bis 4, Spiral-CT, Multislice-CT

Physikalische Grundlagen der Nuklearmedizin

  • Radioaktivität und Kernstrahlungen
    • Aufbau des Atomkerns, Isotope, Radioaktivität, Tröpfchenmodell, Potenzialtopfmodell (Schalenmodell) 
    • Alpha-Zerfall, Spektrum der Alpha-Strahlung, Wechselwirkungen mit der Materie 
    • Beta- Zerfall, Spektrum der Beta-Strahlung, Wechselwirkungen mit der Materie 
    • Gamma-Strahlung, prompte Gamma-Strahlung, isomerer Übergang, Technetium Generator 
    • Aktivität, Zerfallsgesetz, Radioisotope im menschlichen Körper, biologische und effektive Halbwertszeit 
  • Wechselwirkungen zwischen Gamma-Strahlung und Materie
    • Schwächungsgesetz, Massenschwächungskoeffizient
    • Teilprozesse: Compton-Streuung, Photoeffekt, Paarbildung
  • Strahlungsdetektoren
    • Szintillationszähler (Aufbau und Funktion)
    • Auf Gasionisation basierende Detektoren (Ionisationskammer, Aufbau und Funktion, Spannungsbereiche)
    • Halbleiterdetektoren
  • Nuklearmedizin 
    • Radiopharmaka, Tracermethode, Technetiumgenerator 
    • In vitro und in vivo nuklearmedizinische Methoden, physikalische Aspekte bei der Auswahl von in vivo applizierten Isotopen
    • Szintigraphie, Gammakamera, Aufbau und Funktion
    • Szintigraphiearten; ROI, Zeit-Aktivitäts Kurve, effektive und biologische Halbwertszeit, SPECT Funktion 
    • PET, Aufbau und Funktion, positronenstrahlende Isotope und ihre Herstellung

Biophysik Klausuren

Die beiden folgenden PF enthalten Klausuren in englischer Sprache zur Biophysik

PDF: Biophysik Klausur Englisch
PDF: Biophysik Klausur Englisch 2

Biophysics Universitätsmedizin Neumarkt a. M. (UMCH)

In nachfolgenden findest Du ein Skript für Introduction for Biophysics für Universitätsmedizin von der Universität Neumarkt a. M. Campus Hamburg 

PDF: Introduction to Biophysics