450-2013/04 – Snímače a senzory v biomedicíně (SSB)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské, navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti se v tomto předmětu seznamují s problematikou převodu biologických
signálů a fyziologických projevů z lidského těla na elektrický signál. K této
tématice nejprve zvládnou problematiku snímačů a senzorů používaných v
lékařství.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Přednášky jsou rozděleny do několika problémových okruhů. V úvodu jsou uvedeny
základní elektrické vlastnosti buňky, teorie dráždivosti, vedení vzruchu v
tkáních, snímání biopotenciálů a také účinky vysokofrekvenčního proudu na buňku
a tkáň. Další část je věnována elektrickým snímačům a elektrodám, které se
používají ve vyšetřovacích přístrojích. Závěrem jsou probírány také základní
způsoby záznamu průběhů bioelektrických veličin a signálů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
10 laboratorních úloh
Podmínky udělení zápočtu:
dosažení minimálně 21 bodů z 30 možných
V průběhu semestru absolvují studenti 10 laboratorních úloh, kterými se
ověřuje průběžné studium a praktická připravenost. Odevzdání protokolu je
podmínkou pro zahájení měření další úlohy. Bodové hodnocení laboratorní úlohy
se skládá z hodnocení přípravy na úlohu a hodnocení protokolu.
Pro udělení zápočtu je vyžadována povinná účast na cvičeních minimálně 80% z proběhlých vyučovacích hodin.
10 bodů je přiděleno na semestrální projekt, který se hodnotí z hlediska funkčnosti a prezentace navrženého řešení.
Písemná zkouška 31-60b
E-learning
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky nejsou na studenta kladeny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Snímače a jejich rozdělení
Senzor, Inteligentní senzor, Rozdělení senzorů, Měřicí řetězec,
2. Vlastnosti a charakteristiky senzorů,
Statické vlastnosti a charakteristiky, Dynamické vlastnosti a charakteristiky, Chyby měření
3. Senzory tlaku
Krevní tlak, Senzory pro neinvazivní měření, Senzory pro invazivní měření
4. Senzory průtoku
Základní pojmy, Rozdělení senzorů průtoku, Základní metody měření průtoku, Elektromagnetické senzory průtoku, Termoanemometrické senzory průtoku, Senzory s diferenčním manometrem, Ultrazvukové senzory průtoku
5. Senzory tepelných veličin
Fyzikální podstata teploty, Kontaktní měření tělesné teploty, Bezkontaktní měření tělesné teploty
6. Senzory chemických veličin
Definice chemického senzoru, Základní schéma chemického senzoru, Základní pojmy, Parametry chemických senzorů, Principy chemických senzorů, Přehled principů a měřených veličin u chemických senzorů, Chemické senzory využívající fyzikálního principu, Chemické senzory využívající fyzikálně-chemického principu
7. Biopotenciálové elektrody
Půlčlánkový potenciál, Materiály pro výrobu elektrod, Elektrické vlastnosti elektrod, Typy biopotenciálových elektrod
8. Biosenzory
9. Senzory biomagnetických polí
Parametry magnetických senzorů, Základní typy magnetických senzorů, Magnetopneumografie
10. Detektory ionizujícího záření
Ionizující záření , Druhy detektorů ionizujícího záření, Zobrazovací detektory (kamery), Dráhové detektory částic, Základní dozimetrické jednotky a veličiny, Fotografické detektory, Ionizační detektory, Scintilační detektory, Polovodičové detektory, Měření radioaktivity v organismu,
11. Senzory akustických veličin
Fyzikální podstata akustiky, Fyziologie akustiky, Fonokardiografie, Měření stupně poškození sluchu
12. Senzory mechanických veličin
Senzory kloubních úhlů, Akcelerometry, Gyroskopy,
13. Principy měření alkoholu
Alkohol, Metanol, Etanol, Jednotky pro měření alkoholu, Metody zjišťování alkoholu v lidském těle
14. Vývoj nových technologií
Laboratoře:
Praktické cvičení v laboratořích a seznámení s laboratorním řádem. Bezpečnostní školení.
Laboratorní úloha č.1 - Polovodičové senzory teploty.
Laboratorní úloha č.2 - Polovodičová tlaková čidla.
Laboratorní úloha č.3 - Snímače magnetického pole, využívající Hallova jevu.
Konzultace k úlohám č.1-3.
Laboratorní úloha č.4 - Monolitický akcelerometr
Laboratorní úloha č.5 - Dynamické vlastnosti polovodičových snímačů optického
záření.
Laboratorní úloha č.6 - Bezkontaktní proudová čidla s Hallovou sondou.
Konzultace k úlohám č.4-6.
Laboratorní úloha č.7 - Polovodičový senzor teploty s pulsním šířkově
modulovaným výstupním signálem.
Laboratorní úloha č.8 - Polovodičové obrazové snímače.
Laboratorní úloha č.9 - Fotoelektrické snímače polohy PSD.
Laboratorní úloha č.10 - Volné téma
Konzultace k úlohám 7-10
Projekty: Každý student dostane zadány v průběhu semestru jeden rozsáhlejší projekt, které zpracuje s využitím měřící a výpočetní techniky.
Tvorba samostatného projektu č. 1. Návrh a realizace systému pro měření a vyhodnocení údajů ze snímačů.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.