450-2030/01 – Biomedicínská přístrojová technika (BPT)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Předmět je věnován biofyzikálním základům přístrojové techniky a využití elektronických metod, přístrojů a systémů pro diagnostické a terapeutické potřeby v lékařství.
Přínosem předmětu je využití elektronických metod přístrojů a systémů pro potřeby v lékařství. Předmět zapadá svou náplní do zaměření měřicí a řídicí technika v biomedicíně. Získané vědomosti a dovednosti v tomto předmětu a celého zaměření vytváří základní předpoklad znalostí biomedicínského inženýrství.
Přínosem předmětu je využití elektronických metod přístrojů a systémů pro potřeby v lékařství. Předmět zapadá svou náplní do zaměření měřicí a řídicí technika v biomedicíně. Získané vědomosti a dovednosti v tomto předmětu a celého zaměření vytváří základní předpoklad znalostí biomedicínského inženýrství.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Obsahuje fyzikální základy vyšetřovacích, laboratorních a léčebných metod a také význam těchto metod pro vlastní klinickou praxi.
Povinná literatura:
M. Penhaker a M. Augustynek, Zdravotnické elektrické přístroje 1, 1. vyd. ed. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, 2013.
M. Penhaker a M. Augustynek, Zdravotnické elektrické přístroje 2, 1. vyd. ed. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, 2013.
Hrazdira, I.: Biofyzika, Praha, Aviceum, 1990
Vrána, I.: Lékařská elektronika, Praha, Aviceum, 1995
Ottová - Leitmannová, A.: Základy biofyziky, Bratislava, Alfa, 1993
Šimurda J. Bioelektrické jevy I CERM Brno, 1995
Silbernagl S., Despopoulos A. Atlas fyziologie člověka Grada, Avicenum Praha, 1993
Proser W. a kol. Experimentální metody biofyziky Academia Praha, 1989
Chmelař M. Lékařská přístrojová technika 1 Nakladatelství CERM s.r.o.
Doporučená literatura:
M. Penhaker, P. Tiefenbach a F. Kobza, Anglicko-český tématický slovník pro biomedicínské obory, 1. vyd. ed. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2007.
M. Penhaker, P. Tiefenbach a F. Kobza, Modelování a simulace biologických systémů : cvičení, 1. vyd. ed. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2007.
M. Penhaker, P. Tiefenbach a F. Kobza, Lékařská kybernetika, 1. vyd. ed. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2007.
J. Spišak, M. Imramovský a M. Penhaker, Snímače a senzory v biomedicíně, 1. vyd. ed. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2007.
P. Tiefenbach, M. Penhaker a F. Kobza, Odborná terminologie pro biomedicínské obory, 1. vyd. ed. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2007.
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
2 testy průběžné kontroly a referát
Podmínky udělení zápočtu:
Min. 51 bodů, max.100 bodů. Dva testy průběžné kontroly po 40 bodech maximum a referát za 20 bodů maximum.
Pro udělení zápočtu je vyžadována povinná účast na cvičeních minimálně 80% z proběhlých vyučovacích hodin.
E-learning
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Dělení a základní typy biomedicínské přístrojové techniky. Požadavky na přístroje a normy. Spojování lékařských zařízení s prostředky digitalizace. Biofyzikální základy záznamových vyšetřovacích a měřicích metod.
Elektrické děje v živých organismech, Elektrické děje na buněčné membráně, Vedení vzruchu v tkáních.
Biopotenciálové elektrody, Oxidace, redukce a půlčlánkový potenciál, Polarizace elektrod, Materiály pro výrobu elektrod, Elektrické vlastnosti elektrod, Praktická realizace elektrod, Artefakty. Zesilovače bioelektrických signálu, Základní rozdělení zesilovačů, , Struktura zesilovače bioelektrických signálu, Operační zesilovač, Přístrojový zesilovač, Izolační zesilovač.
Dělení biosignálů.Pojem biosignálu a jeho úloha v diagnostickém informačním systému. Signály měřené a zpracovávané lékařskými zařízeními, jejich původ a metody zpracování. Elektrické projevy tkání. Biopotenciály periferního nervu a kosterního svalu. Biopotenciály mozku a srdce. EKG, EEG, EGG, EMG, porovnání velikosti měřených bioveličin.
Měření neelektrických biosignálů. Měření teploty. Měření mechanických veličin balistografie, fonokardiografie, měření průtoku. Monitorování. Telemetrie, Přístroje ergometrických pracovišť jako zvláštní forma monitorování, zátěžové stroje. Měření neelektrických biosignálů II. - Měření krevního tlaku, Nepřímé metody měření krevního tlaku, Přímé metody měření krevního tlaku, Měření tepové frekvence.
Diagnostické zařízení pro aplikace kardiovaskulární - EKG. Teorie vzniku elektrokardiogramu elektrody a měření jejich vlastností, elektrokardiograf.
Diagnostické zařízení pro aplikace neurologické. Požadavky na přístroje, základní parametry a způsoby činnosti EEG, EMG, EGG, EOG doplňkové přístroje. Diagnostická zařízení pro aplikace na smyslové orgány. Audiometry, naslouchací zařízení, analyzátory oka. Diagnostika pomocí ultrazvuku, ultrasonografie. Zařízení pro ventilační diagnostiku, Pletysmografie, Oxymetrie, Respiracní diagnostika, Analyzátory plynu.
Koncepce terapeutických systémů, terapeutická dávka, interakce fyzikálních polí na biologickou strukturu, fyziologické účinky. Laserová technika, vlastnosti laserového záření, základní typy laserů, působení laserových paprsků na biologickou tkáň. Výhody koherentního záření laseru.
Dráždivost tkání. Elektrostimulace periferního nervu a kosterního svalu. Elektrostimulace srdce. Kardiostimulace dočasná trvalá. Diagnostické metody při zavádění a kontrole kardiostimulace. Defibrilace.
Technika elekromagnetických polí, fyzikální principy, energie a účinky el-mag pole. Vf technika (terap. + chirug. skalpely, diatermie ). Technika ultrazvuku, biologické účinky, kavitace, akustické proudění, tepelné účinky, fyzikální terapie.
Technika záření, rtg, radinuklidy. Základy techniky pro nukleární medicínu. Terapie pomocí radioizotopů.Rentgenové zobrazovací metody. Skiaskopie. Tomografie. Scintygrafy. Celotělová detekce. Magnetická rezonance.
Cvičení:
Numerická výpočty u vybraných částí elektronických přístrojů.Výpočty navržených obvodů s ohledem na možnou praktickou realizaci.
Laboratoře:
praktické cvičení při měření vlastností elektrod pro záznam biosignálů. Měření vlastností elektrod, polarizace, artefakty. Zesilovače a jejich zapojení v měřících obvodech. Zadání samostatných úloh - referátů.
Měření odporu kůže a tkání. Měření frekvenční závislosti admitance živé tkáně.
Měření elektrické a mechanické aktivity a dráždivosti svalu.
Měření EKG, EGG signálu.
Snímání a záznam elektrických signálů. EEG, EOG,
Měření teploty. Měření Fonokardiografie, měření průtoku a tepové frekvence. Ultrazvukové měření a detekce průtoku
Měření krevního tlaku, invazivním demonstrace a neinvazivní měření.
Měření na zařízeních pro diagnosticku smyslových orgánů. Audiometry, naslouchací zařízení, analyzátory oka. Diagnostika pomocí ultrazvuku - ultrasonografie.
Měření Pletysmografie, Oxymetrie, Analyzátory plynu.
Měření funkce plic a změn klidové plicní ventilace na vybrané vnější podněty
Měření parametrů kardiostimulátoru.
Exkurse na odborné klinické pracoviště Radiodiagnostiky.
Exkurse na odborné klinické pracoviště Radioterapie.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky