Detail předmětu

Diagnostika bio- a ekosystémů

FEKT-MDBEAk. rok: 2020/2021

Předmět prezentuje principy snímání elektrických signálů vytvářených organismem, principy snímání neelektrických signálů vytvářených organismem, přístroje pro operační sály, přístroje pro specializovaný fyziologický výzkum, přístroje pro specializované diagnostické laboratoře (fyzikální principy využité pro testování sluchu, zorného pole oka, vlastností svalových skupin, krevního řečiště).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Radim Kolář, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Výsledky učení předmětu

Student je schopen:
- formulovat technické požadavky na konkrétní diagnostický přístroj na základě požadované aplikace,
- vyjmenovat příklady přístrojů používaných v základních a specializovaných lékařských aplikacích,
- popsat principy vybraných diagnostických metod v oblasti kardiologie, audiometrie, oftalmologie a neurologie,
- definovat a diskutovat zdroje chyb,
- posoudit vhodnost daného přístroje pro konkrétní diagnostickou aplikaci.

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen vysvětlit základní principy analogového a digitálního zpracování signálů a funkci základních polovodičových součástek a zesilovačů signálu. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává tři samostatné protokoly.

Způsob a kritéria hodnocení

Laboratorní cvičení: 0 - 20 bodů
Závěrečná zkouška: 0 - 80 bodů
Závěrečná zkouška se skládá z testové části, na které se ověřují základní znalosti a terminologie. Druhá část ověřuje hlubší pochopení konkrétní oblasti z lékařské diagnostické techniky.

Osnovy výuky

Diferenční zesilovač – vlastnosti, parametry.
Blokový návrhí elektrokardiografu.
Elektromyografie, elektroneurografie. Kondukční studie.
Elektroencefalografie – aktivní/pasivní elektrody, polygrafie/polysomnografie, subdurální EEG.
Základní vlastnosti zrakového systému – anatomie, vlastnosti a vybrané zákony spojené se zrakovým vjemem.
Perimetrie, nitrooční tlak, EOG, ERG, ultrazvuková biometrie, fundus kamera.
Metody subjektivní a objektivní audiometrie, tympanometrie, otoakustické emise
Spirometr, měření reziduálního objemu. Principy pneumotachografů.
Invazivní měření krevního tlaku. TIP katetry pro měření tlaku.
Spektrofotometrie a její aplikace.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s vybranými přístroji pro používanými v lékařské diagnostice, specializovaném výzkumu a ve specializovaných diagnostických laboratořích.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní praktika jsou povinná a v případě omluvené absence je možná náhrada poslední výukový týden po domluvě s vyučujícím.

Základní literatura

Bronzino J.:The Biomedical Engineering Handbook, CRC Preess, Boca Raton 1995
CHMELAŘ, M. Řešené příklady z předmětu diagnostika bio a ekosystémů. Brno: FEKT VUT v Brně, 2011. s. 1-107. ISBN: 978-80-214-4361- 7.
Kline I. et al.: Handbook of Biomedical Engineering, Academic Press, San Diego 1988
Rozman, J. a kol. Elektronické přístroje v lékařství, Academia, 2006

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-BEI , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radim Kolář, Ph.D.

Osnova

Diferenční zesilovač – vlastnosti, parametry.
Blokové řešení elektrokardiografu.
Elektromyografie, elektroneurografie. Kondukční studie.
Elektroencefalografie – vlastnosti signálu, elektrody, montáže, princip měření odporu elektrod, polygrafie/polysomnografie, měření evokovaných potenciálů, subdurální EEG.
Základní vlastnosti zrakového systému – anatomie, vlastnosti a vybrané zákony spojené se zrakovým vjemem. Perimetrie, nitrooční tlak, EOG, ERG, ultrazvuková biometrie, fundus kamera, konfokální laserový skenovací oftalmoskop/mikroskop.
Metody subjektivní a objektivní audiometrie, tympanometrie, otoakustické emise
Spirometr, měření reziduálního objemu. Principy pneumotachografů.
Invazivní měření krevního tlaku. TIP katetry pro měření tlaku.
Spektrofotometrie a její aplikace.
Metody pro analýzu krve. Počítače krvinek. Měření pH krve. Průtokový cytometr. Biosenzory.

Cvičení odborného základu

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radim Kolář, Ph.D.

Osnova

1. Návrh obvodu pro detekci Korotkovových zvuků.
2. Návrh stabilizovaného napájecího zdroje.
3. Návrh měřiče obsahu alkoholu v dechu.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radim Kolář, Ph.D.

Osnova

1. Analýza dvojbranů v prostředí LabView s aplikacemi v lékařské technice.
2. Realizace detektoru Korotkovových zvuků v prostředí LabView.
3. Realizace detektoru Korotkovových zvuků pomoc analogových součástek.