Doktorské vzdělání poskytne absolventům magisterského vysokoškolského studia v oblasti biomedicínské elektroniky a biokybernetiky vyšší stupeň vzdělání, prohlubující teoretické znalosti.
Cílem je prohloubení teoretických znalostí studentů ve vybraných částech vyšší matematiky,fyziky a disciplin, tvořících teoretický základ zvoleného oboru. Studium jim také umožní získat potřebné zkušenosti v experimentální práci a zpracování jejích výsledků, včetně využití vyšších metod aplikované informatiky.
Konečním cílem je naučit absolventy metodám vědecké práce.

Absolvent doktorského studia by měl být vyhraněnou osobností s výrazným vědeckým výsledkem, širokým rozhledem a schopností řešit složité vědecké a výzkumné technické úlohy v oblasti biomedicínské elektroniky a biokybernetiky a oblastech souvisejících.
Maximální míra flexibility a profesní adaptability v širokém oboru je samozřejmou vlastností absolventa doktorského studia.
Absolventi doktorského studijního programu v biomedicínské elektronice a biokybernetice budou schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu zejména v medicínské a biologické oblasti, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, a u výrobců či uživatelů vyspělé techniky, zejména biomedicínské.

Absolvent doktorského studia by měl být vyhraněnou osobností s výrazným vědeckým výsledkem, širokým rozhledem a schopností řešit složité vědecké a výzkumné technické úlohy v oblasti biomedicínské elektroniky a biokybernetiky a oblastech souvisejících. Maximální míra flexibility a profesní adaptability v širokém oboru je samozřejmou vlastností absolventa doktorského studia. Absolventi doktorského studijního programu v biomedicínské elektronice a biokybernetice budou schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, a u výrobců či uživatelů vyspělé přístrojové techniky a aplikační informační technologie zejména v medicínské a biologické oblasti.

prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

1. Analýza humánních elektrokardiogramů a elektrogramů izolovaných srdcí pokusných zvířat

   Práce bude zaměřena na tvorbu metod pro předzpracování a automatickou analýzu humánních elektrokardiogramů a elektrogramů snímaných ze srdcí pokusných zvířat optickým systémem na LF MU v Brně. Analytická část projektu bude především zaměřena na tvorbu metod pro analýzu srdečního rytmu a intervalů QT vypovídajících o depolarizaci a repolarizaci srdečních komor. Uvedená problematika bude řešena v rámci společného grantu Fyziologického ústavu LF MU a ÚBMI FEKT VUT "Optické metody registrace elektrických potenciálů a koncentrace vápníku v srdci s laserovou stabilizací" a připravovaného projektu "Analýza dynamických vlastností repolarizace a depolarizace srdečních komor", kde se předpokládá spolupráce s Mezinárodním centrem klinického výzkumu (ICRC) v Brně.

   Školitel: Kozumplík Jiří, doc. Ing., CSc.

2. Analýza multimodálních 3D obrazových dat pro pediatrické účely

   Projekt se týká zpracování a analýzy 3D obrazových multimodálních medicínských dat, včetně jejich časových řad, se zaměřením na zlepšení podkladů pro medicínskou diagnostiku zejména dětských pacientů, ve spolupráci s Klinikou dětské radiologie FN Brno (Doc. MUDr. Jarmila Skotáková, CSc). Jde přitom o využití specifických vlastností jednotlivých zobrazovacích modalit (CT, MRI, PET, případně i UZV) pro analýzu zobrazovaných tkání a získání medicínsky relevantní přidané informace automatickou fúzí těchto dat. Vedle využití pokročilé metodologie analýzy dat je důležitým sledovaným faktorem také minimalizace zátěže dětských pacientů, jak radiací, tak psychicky. U uchazeče se předpokládá motivace pro náročnou výzkumnou práci v interdisciplinárním oboru a solidní schopnosti algoritmizace a implementace programů. Projekt je součástí dlouhodobé spolupráce ústavu s firmou Philips Nederland, která dosud finančně podporuje na podobných projektech tři doktorandy ÚBMI; lze předpokládat, že i tato práce bude podobně podporována.

   Školitel: Jan Jiří, prof. Ing., CSc.

3. Bioinformatické studie výsledků elektrochemických měření pro monitorování molekul RNA a DNA

   Podstatou tématu je výzkum bioinformatických metod pro analýzu dat získaných při monitorování interakcí malých RNA molekul. Studie budou zahrnovat strukturální změny a jejich chování při použití různých fyzikálně-chemických a molekulárně-biologických technik. Vlastní metody budou využívat moderních metod vektorové reprezentace genomických sekvencí, metod zpracování genomických signálů a měření vzdáleností sekvencí. Cíle je vyvinutí takových metod, které umožní spolehlivou detekci vybraných interakcí na základě analýzy lineárních sekvencí nukleotidů RNA molekul. Práce bude podporována grantovým projektem GAČR "Nano-Electro-Bio-Tools for Biochemical and Molecularly-Biological Studies of Eukaryotic Cells (NanoBioTECell)" řešeným od 1.1.2011 do 31.12. 2015 (navrhovatel prof. Provazník).

   Školitel: Provazník Valentine, prof. Ing., Ph.D.

4. Měření buněčných membránových potenciálů fluorescenčními barvivy

   Téma zahrnuje problematiku výzkumu nových organických indikátorů změn membránových potenciálů srdečních a jiných buněk. Indikátory budou založeny na principu fluorescence s využitím dalších jevů, např. "fluorescence resonant energy transfer" (FRET). Cílem bude navržení takových indikátorů, které umožní mikroskopické snímání změn membránových potenciálů v reálném čase s dostatečným odstupem signálu od šumu a s možností současného měření na více vlnových délkách pro ratiometrické studie. Nové indikátory umožní snímání unikátních dat s využitím rychlých fluorescenčních digitálních kamer.

   Školitel: Provazník Valentine, prof. Ing., Ph.D.

5. Metody zpracování dat v optické koherentní tomografii

   Práce bude zaměřena na studium principu optické koherentní tomografie (OCT), včetně Dopplerovského, polarizačního a kontrastního zpracování signálu. Dále bude výzkum soustředěn na oblast zpracování a analýzy vícerozměrných OCT snímků - od předzpracování po dekonvoluční, segmentační a visualizační metody. Bude se jednat především o měření na zařízení OCT s následným zpracováním naměřených dat a to jak na fantomech, tak samotných tkáních.

   Školitel: Kolář Radim, doc. Ing., Ph.D.

6. Modelová studie mikrovlnné hypertermie

   Cílem disertační práce bude teoretická analýza a modelová studie hypertermického ohřevu v oblasti mikrovln při léčení zhoubných nádorů. Práce má pomocí modelu ve zvoleném programovém prostředí ověřit působení výkonných vysokofrekvenčních elektromagnetických polí na různé typy biologických tkání včetně tkání nádorových. Pro experimentální ověření dílčích dosažených výsledků bude využíváno zařízení některé specializované laboratoře. Zásadní bude spolupráce s odpovídajícím klinickým pracovištěm. Dosažené výsledky mají přispět k optimalizaci hypertermického výkonu v klinice a prokázat jeho účinnost při likvidaci nádorového bujení.

   Školitel: Rozman Jiří, doc. Ing., CSc.

7. Modelová studie nelineárních jevů v ultrazvukové diagnostice

   Cílem disertační práce bude teoretická analýza a modelová studie nelineárních jevů generovaných v ultrazvukových polích aplikovaných v diagnostice. Práce bude zaměřena na popis a modelové ověření nelineárních jevů v ultrazvukových polích zvláště při aplikaci kontrastních látek. Pozornost bude věnována i studiu frekvenční závislosti útlumu aplikovaného ultrazvuku, přenosu energie ve spektru ultrazvukových signálů a také možné aplikaci teorie deterministického chaosu při popisu studovaných jevů. K experimentálnímu ověření dosažených výsledků poslouží ultrazvukový měřicí systém v laboratoři ústavu.

   Školitel: Rozman Jiří, doc. Ing., CSc.

8. Počítačová podpora diagnostiky v oftalmologii

   Projekt je zaměřen na zpracování retinálních snímků, získaných pomocí digitální fundus kamery. Cílem projektu bude navrhnout metody pro porovnávání snímků získaných v čase. Předpokládané postupy použité v projektu budou zahrnovat registraci obrazů, jejich předzpracování za účelem zlepšení kontrastu a rozlišení, dále segmentaci objektů a vhodnou vizualizaci výsledků. Celkově by měl projekt přispět ke zpřesnění diagnostiky retinálních patologií a ke stanovení progrese či úspěšnosti léčby daného onemocnění.

   Školitel: Kolář Radim, doc. Ing., Ph.D.

9. Pokročilé metody perfusní analýzy v MRI

   Projekt je zaměřen na zvýšení spolehlivosti metod perfusního zobrazování pomocí magnetické rezonance. Jde o vývoj nových metod akvizice a zpracování dynamických kontrastních sekvencí MRI obrazových dat se zaměřením na využití v onkologii. Konkrétně jde o výzkum nových metod kombinujících techniky DCE, DSC a ASL. Akviziční metody budou implementovány na experimentálních systémech magnetické rezonance Ústavu přístrojové techniky AV ČR (4,7T a 9,4T), případně na zobrazovacím systému Masarykova onkologického ústavu (1,5T). Validace dat bude probíhat na simulovaných, preklinických a klinických datech.

   Školitel: Jiřík Radovan, doc. Ing., Ph.D.

10. Studium elektrické aktivity svalů a analýza pohybu pro účely terapie

    Cílem projektu je studium elektrické aktivity svalů během pohybu. Získané poznatky o vztahu elektrické aktivity svalů a pohybu budou využity pro návrh terapeutických přístupů využívajících zpětnou biologickou vazbu. V projektu bude využito snímání EMG klinickými přístroji a sledování pohybu pomocí soustavy kamer během pohybové terapie na rehabilitačních přístrojích. Studie budou prováděny ve spolupráci s lékařskou fakultou.

    Školitel: Kolářová Jana, doc. Ing., Ph.D.

11. Studium elektrofyziologie srdce v experimentální kardiologii

    Cílem projektu je studium elektrofyziologických projevů srdce a analýza elektrických biologických signálů zaznamenaných z izolovaného zvířecího srdce v experimentálním prostředí. Projekt bude zaměřen zejména na analýzu RR a QT intervalů detekovaných z elektrogramů a analýzu simultánně zaznamenaných akčních potenciálů v průběhu globální ischemie. V projektu se předpokládá spolupráce s lékařskou fakultou Masarykovy univerzity.

    Školitel: Kolářová Jana, doc. Ing., Ph.D.