Aplikovaná optoelektronika v lékařství
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
17MPAOL | KZ | 4 | 2+2 | česky |
- Přednášející:
- Vladimír Blažek (gar.)
- Cvičící:
- Vladimír Blažek (gar.)
- Předmět zajišťuje:
- katedra přírodovědných oborů
- Anotace:
-
Cíle a perspektivy neinvazivích měřících metod v rámci biomedicínského inženýrství. Ekologické a sociálné-medicínské aspekty. Optoelektronické senzory pro lékařskou diagnostiku. Základy ekologické a fyziologické optiky. Definice a spektroskopická měření optických parametrů tkáně. Modelování rozptylu fotonů v živé tkáni (metody Kubelka-Munk a Monte Carlo). Biofyzikální základy optickych zobrazovacích metod.
- Požadavky:
-
Dokončené bakalařské studium. Aktivní účast na 80% cvičení, ppt prezentace.
Zkouška: písemná část, ústní část
- Osnova přednášek:
-
1. Úvod do předmětu. Vf-technika a optoelektronika ve vztahu k BMI.
2.Úlohy, cíle a možnosti optoelektroniky při neinvazivním snímání biosignálů v rámci lékařské diagnostiky, historický vývoj a moderní příklady řešení optoelektronických senzorů.
3. Optické záření a vznik života na zemi, ekologické a biofyzikální aspekty.
Planeta Země v radiačním poli slunce, základní optické parametry zemské atmosféry a lidské kůže „in vivo“ a „in vitro“, energetický pohon země.
4. Metrologické aspekty optoelektroniky, biofyzika vnímání světla.
5.Spektrální intenzita záření, vyzařovací zákony, radiometrie, fotometrie, fysiologická optika, lidské oko jako detektor-array a jeho spektrální citlivost. Reflekční mechanizmy optického záření na biologické tkáňi.
6. Komponenty optoelektronických senzorů, světlovodiče pro lékařské aplikace.
7.Polychromatické a monochromatické zdroje záření, optické a mechanické komponenty pro reflekční a transmisní aplikační modus, detektory záření.
8. Optika biologické tkáňe. Definice, teoretické a experimentální základy.Úvod a základní definice, numerické a experimentální přístupy.
9.Reflekční spektroskopie. Charakterizace rozptylu a možnosti jeho měření. Barva tkáňe a základy barevné analýzy.10.Transport fotonů lidskou tkání, optický model lidské kůže.
Principielní přístupy k popisu penetrace fotonů tkáňí, numerické metody, simulační postupy a měřící koncepty.
11.Teorie transportu záření, teorie Kubelka-Munk, metoda Monte-Carlo.
12. Biofyzikální a fysiologicko-anatomické základy lidského krevního oběhu.
Základní systémové informace, funkční parametry a neinvazivní možnosti jejich měření. Koncept modelování a simulace dynamiky krevního oběhu pomocí teorie elektrických vedení.
13.Moderní optoelektronické senzorové koncepty a jejich hlavní diagnostické aplikace.
Základy fotopletysmografie (PPG) pro transkutánní analysu periferní hemodynamiky. Žilní a arterielní testy v rámci funkční kardiovaskulární diagnostiky. Koncepty pro leteckou a kosmickou medicínu.
14.Klasické optoelektronické zobrazovací metody v rámci lékařské diagnostiky.
Úloha zobrazovacích metod v medicíně, historický vývoj. Realizační koncepty metod IR-Fotografie, IR-Diafanoskopie a Laser-Doppler-Perfusion-Imaging a typické aplikace.
10. Moderní optoelektronické zobrazovací metody v rámci lékařské
diagnostiky.
Základní teoretické, koncepční a realizační aspekty metod Photoplethysmo-graphy-Imaging (PPGI) a Optical Coherence Tomography (OCT), jejich současný diagnostický význam a budoucí vývojové cíle
Výuka probíhá blokově na FEL ČVUT v týdnu do 23.1. do 27.1.2012, a to od 9.00 do 10.30 hod a od 11.00 do 12.30 hod.
Od 30.1. do 1.2. bude prof. Blažek zkoušet.
- Osnova cvičení:
-
Tématika cvičení sleduje látku přednášky.
- Cíle studia:
-
Cíle a perspektivy neinvazivích měřících metod v rámci biomedicínského inženýrství. Ekologické a sociálné-medicínské aspekty. Optoelektronické senzory pro lékařskou diagnostiku. Základy ekologické a fyziologické optiky. Definice a spektroskopická měření optických parametrů tkáně. Modelování rozptylu fotonů v živé tkáni (metody Kubelka-Munk a Monte Carlo). Biofyzikální základy optickych zobrazovacích metod.
- Studijní materiály:
-
[1] Blazek, V.: Angewandte Optoelektronik in der Medizin, skriptum RWTH Aachen 2006
[2] Blazek, V.: Aplikovaná optoelektronika v lékařství, doprovodný seznam přednáško-
vých fólii CVUT Praha 2007
- Poznámka:
-
Předmět je nabízen ve forme jedno- až dvoutýdenních blokových přednášek
- Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2011/2012:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: