Detail předmětu

Lékařská diagnostická technika

FEKT-BPC-LDTAAk. rok: 2022/2023

Předmět je věnován principům funkce a konstrukčnímu řešení diagnostických přístrojů a systémů pro snímání elektrických signálů a neelektrických veličin z organismu (EKG,EEG,EMG, EGG, impedanční měření, snímání krevního tlaku, měření průtoku krve, pletysmografie, meření teploty). Praktické zkušenosti získají studenti s prostředím LabView, které bude využito pro akvizici a zpracování biosignálů spolu s převodníky od firmy Vernier a akvizičními kartami National Instruments.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Jiří Sekora, MBA

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Výsledky učení předmětu

Posluchač získá základní vědomosti o funkci a o vlastnostech nejčastěji používané lékařské diagnostické techniky. Bude schopen je aplikovat v praxi především při interpretaci naměřených dat, při výběru přístrojové techniky a specifikaci požadavků. Student je schopen:
- popsat princip zesilovačů pro biologické aplikce,
- vyjmenovat a diskutovat jejich vlastnosti,
- popsat a vysvětlit principy přístrojů pro měření EKG, EEG a EMG,
- popsat a vysvětlit principy neinvazivního a invazivního měření krevního tlaku,
- vyjmenovat metody měření průtoku krve,
- vysvětlit diluční metodu pro měření průtoku,
- aplikovat Dopplerův princip pro měření průtoku,
- vysvětlit podstatu pletysmografických měření,
- duskutovat a definovat zdroje chyb u vybraných diagnostických technik,
- vysvětlit pojem "monitory životních funkcí".

Prerekvizity

Student by měl být schopen popsat chování základních pasivních elektronických součástek (odpor, kapacitor, induktor) a dále by měl mít přehled o základních fyzikálních zákonech a vlastnostech fyzikálních polí na úrovni bakalářského studia.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

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

V průběhu semestru je hodnocena účast a aktivita na laboratorních cvičení, při kterých může student získat až 30 bodů do celkového hodnocení. Laboratorní výuka je zakončena zápočtovým testem s váhou 10 bodů do celkového hodnocení. Získané znalosti ověřuje závěrečná zkouška s celkovou váhou 60 bodů. Bližší informace specifikuje aktualizovaná vyhláška garanta předmětu vydávaná před začátkem příslušného semestru.

 

Osnovy výuky

1. Záznamové elektrody, polarizace elektrod, druhy elektrod.
2. Zesilovače pro biologické signály, požadavky na zesilovače a jejich řešení.
3. Elektrokardiografie, vlastnosti EKG, princip činnosti a vlastnosti přístroje, .
4. Elektroencefalografie, vlastnosti EEG, princip a vlastnosti přístroje, způsoby snímání mozkových signálů,doplňková zařízení k elektroencefalografu (fotostimulátor, fonostimulátor)..
5. Elektromyografie, vlastnosti EMG signálů, princip a vlastnosti přístroje, stimulátory.
6. Fonokardiografie - princip přístroje pro snímání zvukových projevů srdce.
7. Pletysmografie - impedanční a optické měření objemových změn.
8. Měření krevního tlaku, měření invazivní i neinvazivní, princip použitých metod.
9. Přístroje pro měření dýchání, 'apnea alarm', dechové objemy.
10. Přístroje pro měření průtoku krve.
11. Měření teploty.
12. Základy monitorovací techniky, funkce monitorů a jejich vazba na nemocniční informační systém.
13. Obecné parametry meřících přístrojů.

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní orientaci v oblasti měření základních elektrických i neelektrických biologických signálů a informace o významu parametrů udávaných u jednotlivých přístrojů.

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

Laboratorní výuka je povinná. Řádně omluvené zameškané hodiny lze nahradit po domluvě s vyučujícícm.

Základní literatura

Navrátil,L., Rosina,J.: Medicínská biofyzika, Grada, 2005 (CS)
Chmelař M.: Lékařská přístrojová technika 1, Akademické nakladatelství CERM, 1995 (CS)
Chmelař M.: Lékařská laboratorní technika, skriptum VUT 2000 (CS)
Rozman, J. a kol.: Elektronické přístroje v lékařství, Academia, 2006 (CS)
Kolář, R: Lékařská diagnostická technika, elektronická skripta VUT, 2007 (CS)
Webster, J.G., Nimunkar, A.J.: Medical Instrumentation: Application and Design, Wiley, 2020 (CS)
Navrátil,L., Rosina,J.: Medicínská biofyzika, Grada, 2019 (CS)

Doporučená literatura

Bronzino, J.D. The Biomedical engineering Handbook, CRC Press, Boca Raton 1995 (EN)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-BTB bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Sekora, MBA

Osnova

1. Záznamové elektrody, polarizace elektrod, druhy elektrod.
2. Zesilovače pro biologické signály, požadavky na zesilovače a jejich řešení.
3. Elektrokardiografie, vlastnosti EKG, princip činnosti a vlastnosti přístroje, používané registrační systémy, analýza a hodnocení EKG, automatické elektrokardiografy s diagnostikou.
4. Elektroencefalografie, vlastnosti EEG, princip a vlastnosti přístroje, způsoby snímání a hodnocení mozkových signálů,doplňková zařízení k elektroencefalografu (fotostimulátor, fonostimulátor)..
5. Další elektrické biologické signály – elektromyograf, elektroretinogram, elektrooculogram, elektrokochleogram, elektrogastrogram.
6. Fonokardiografie.
7. Pletysmografie - měření objemových změn.
8. Měření krevního tlaku, měření invazivní i neinvazivní, princip použitých metod.
9. Přístroje pro měření dýchání, 'apnea alarm', dechové objemy.
10. Přístroje pro měření průtoku krve.
11. Měření teploty.
12. Základy monitorovací techniky, funkce monitorů a jejich vazba na nemocniční informační systém.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Králík
Ing. Jiří Sekora, MBA
Ing. et Ing. Jana Schwarzerová, MSc

Osnova

1. LabVIEW - Úvod, základní matematické operace.
2. Filtrace signálu, spektrální analýza v prostředí LabVIEW a využití v lékařské diagnostice.
3. Práce se soubory a s měřicími kartami v prostředí LabVIEW.
4. Samostatná práce - zpracování EEG signálu.
5. Rozhraní LabPro a jeho využití pro návrh detektor R-vlny.
6. Samostatná práce -detektor R-vlny I.
7. Samostatná práce -detektor R-vlny II.
8. Samostatná práce -detektor R-vlny III.
9. Úvod do elektrotechnických měření.
10. Návrh antialiasingového filtru.
11. Hardwarová realizace antialiasingového filtru
12. Praktická cvičení s lékařskými diagnostickými systémy (ultrazvukové zobrazovací systémy, fundus kamery, spirometrie, audiometrie).
13. Zápočtový test.

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz