Detail předmětu

Cardiac Diagnostics

FEKT-MPAN-DVKAk. rok: 2026/2027

Students will learn how to record cardiac activity using appropriate diagnostic instruments, process and filter the acquired data, and correctly interpret the results of diagnostic examinations. The course emphasizes the integration of anatomy, physiology, technical aspects of ECG acquisition, and diagnostic methods, enabling students to understand the relationships between these areas and apply them in practice.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Vstupní znalosti

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené - § 4 NV 194/2022 SB.“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

The learning outcomes of the course are assessed based on points from laboratory exercises, the credit test, and the final exam.
A minimum of 50 points is required to successfully complete the course.
Participation in laboratory exercises is mandatory, while lectures are optional.
Grading:
- laboratory exercises up to 20 points,
- credit test up to 10 points,
- final exam up to 70 points. 

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty se základními metodami a technikami používanými v kardiologické diagnostice. 

Studijní opory

Studijní opory jsou součástí e-learningu kurzu. 

 

Základní literatura

MARSCHALL S. R., Netter's cardiology. 2nd ed. Philadelphia: Saunders/Elsevier, 2010. ISBN 14-377-0637-1.
WEBSTER, John G a John W CLARK. Medical instrumentation: application and design. 4th ed. Hoboken, NJ: John Wiley, c2010. ISBN 978-0471676003.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-BTB magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program MPCN-BTB magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program MPAN-BIO magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program MPCN-BIO magisterský navazující

    specializace MPC-BIO_TECH , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    specializace MPC-SPORT_TECH , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

    1. Introduction to the cardiac diagnosis – course objectives, integration of anatomy, physiology and technical methods
    2. Anatomy and physiology of the heart – heart structure and chambers, pulmonary and systemic circulation, valves, heart wall: endocardium, myocardium, epicardium, coronary circulation
    3. Lead systems and vectorcardiography – multi-lead ECG, bipolar and unipolar leads, Goldberger leads, twelve-lead ECG, vectorcardiography, cardiac axis
    4. ECG acquisition – hardware – electrodes and placement, isotonic gel, Ag/AgCl electrodes, dynamic range and bandwidth, input impedance, noise suppression, protection against impulses, amplifiers, galvanic isolation
    5. ECG acquisition – software – detection of stimuli, global waves and intervals, ECG presentation (conventional and Cabrera), ECG testers, standards and regulations
    6. ECG filtering – noise sources (baseline drift, hum, myopotentials), software filtering, QRS enhancement, linear, nonlinear and adaptive filters
    7. R-wave detection – detection principles, QRS spectrum and morphology, Pan–Tompkins algorithm, alternative detection methods
    8. Heart rate variability (HRV) – tachogram, preprocessing, detrending, R-wave error correction, time, geometric and frequency-domain methods, HRV parameters, non-clinical applications
    9. Arrhythmology – ECG measurement and analysis, heart rate, intervals and segments, complex morphology, tachycardia/bradycardia, respiratory arrhythmia, multifocal, junctional and ventricular rhythms, extrasystoles, blocks, electrophysiology, catheter ablation
    10. Optical mapping of the heart – action potential: origin, morphology, refractory periods, optical recording, propagation in the heart wall, vector visualization

    Laboratorní cvičení

    26 hod., povinná

    Vyučující / Lektor

    Osnova

      1. Recording and evaluation of single-lead ECG using medical-grade and wearable systems
      2. Recording and assessment of changes in cardiac axis inclination during sitting, supine position, and controlled breathing.
      3. Design and construction of a simple ECG sensor on a solderless breadboard
      4. Construction of an ECG sensor using an Olimex shield and the Arduino platform
      5. Real-time visualization of the ECG waveform in the Processing environment
      6. Software-based filtering of noise and artifacts in ECG signals, including analysis of their impact on ECG readability
      7. Implementation of algorithms for R-wave detection
      8. Use of software libraries for heart rate variability (HRV) analysis and their comparative evaluation (benchmarking)
      9. Identification of arrhythmological phenomena in ECG recordings and work with cardiac arrhythmia simulator

      Individuální příprava na laboratoře

      13 hod., nepovinná

      Vyučující / Lektor

      Osnova

      Before laboratory exercises, students independently study the provided materials, which include task instructions, presentations, and supplementary information available on the e-learning platform. The preparation aims to ensure understanding of the underlying physical and technical principles, mastery of experimental procedures, and readiness to actively participate in laboratory work.

      Individuální příprava na závěrečnou zkoušku

      32 hod., nepovinná

      Vyučující / Lektor