Experimentální metody biomedicínského inženýrství

Garant předmětu:

Martin Rožánek

Přednášející:

Peter Kneppo, Martin Rožánek

Cvičící:

Vojtěch Kamenský, Petr Kudrna, Roman Matějka, Jana Matějková, Jakub Ráfl, Leoš Tejkl, Petr Volf, David Vrba, Jan Vrba

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské techniky

Anotace:

Nabídka kurzu se skládá z 16 samostatných laboratorních cvičení. Studenti v nich získají praktické zkušenosti se špičkovou přístrojovou technikou využívanou v rámci biomedicínského inženýrství a současně představu o výzkumných problémech řešených na FBMI. Témata laboratorních cvičení budou realizována v následujících modernizovaných laboratořích:

Laboratoř vývoje experimentálních zařízení a modulů pro biomedicínu (Ing. Roman Matějka, Ph.D.)

Laboratoř průtokových systémů pro tkáňové inženýrství a orgánovou perfuzi (Ing. Jana Štěpanovská, Ph.D.)

Laboratoř měření a analýzy plynů v biomedicíne (Ing. Jakub Ráfl, Ph.D.)

Laboratoř analýzy, zpracování a modelování klinických a experimentálních signálů (doc. Ing, David Vrba, PhD.)

Laboratoř Bio-Elektromagnetizmu (doc. Dr.-Ing. Jan Vrba, M.Sc.).

Laboratoř návrhu a vývoje inženýrských technologií pro anesteziologii a neodkladnou péči (Ing. Petr Kudrna, Ph.D.)

Laboratoř mechaniky svalově-kosterního systému (Ing. Petr Volf)

Laboratoř klinického inženýrství a managementu zdravotnické techniky (Ing. Vojtěch Kamenský)

Student vypracuje kompletní protokoly ze dvou laboratorních cvičení v rozsahu 4 hodin (výběr cvičení je na domluvě doktoranda s vedoucím cvičení) a zjednodušené protokoly (min. 2 strany A4) z 14 laboratorních úloh. Zkouška má formu diskuse o absolvovaných úlohách a vypracovaných laboratorních protokolech.

Požadavky:

Je přípustná jedna absence z 2hodinového cvičení; v případě dlouhodobé nemoci je třeba domluvit náhradu s vedoucím cvičení. Vedení laboratorního deníku formátu A4 pro zdokumentování všech laboratorních úloh jako podklad pro vypracování protokolů. Před začátkem každé laboratorní úlohy bude mít doktorand k dané úloze v laboratorním deníku rukou psanou domácí přípravu (cíl cvičení, schéma zapojení, metody experimentu a tabulky pro zápis výsledků). Absence domácí přípravy v laboratorním deníku může být důvodem k vykázání doktoranda cvičícím z laboratoře. Zpracování 16 protokolů (14 protokolů v zkrácené verzi, 2 komplexní protokoly dle stanovených standardů) z laboratorních cvičení v požadovaném formátu a jejich schválení vedoucím cvičení.

Osnova přednášek:

Osnova cvičení:

1.Monitorace pacienta v urgentní péči

2.Vliv plicní mechaniky na ventilační parametry

3.Metody přípravy buněčného nosiče s využitím decelularizace tkání, 3D biotisku a nanovláken

4.Využití perfuzních systémů pro buněčnou a tkáňovou kultivaci

5.CAD a CAM pro třískové CNC obrábění materiálů, opracování materiálů pomocí CNC frézy a laseru

6.CAD a optimalizace pro aditivní výrobu a 3D tisk, optimalizace materiálových vlastností tisknutých polymerů

7.Experimentální senzor průtoku

8.Vliv složení plynné směsi na přesnost měření etCO2 v pacientském monitoru.

9.Vytvoření individuální geometrie hlavy a mozku pacienta pro výpočet rozložení elektrického pole ve stimulované oblasti.

10.Dynamic modeling of EM-induced neuronal activation inhibition & synchronization.

11.Invazivní měření teploty během termoterapie optovláknovým teploměrem.

12.Návrh aplikátorů pro lokální hypertermii.

13.Využití MoCap systému v biomedicínském inženýrství

14.Využití siloměrných snímačů v biomedicínském inženýrství

15.Tvorba DES modelů pro modelování provozu zdravotnické techniky

16.Vyhodnocení klinické studie pro potřeby hodnocení zdravotnické techniky a klinického hodnocení

Cíle studia:

Studenti v nich získají praktické zkušenosti se špičkovou přístrojovou technikou využívanou v v rámci biomedicínského inženýrství a současně představu o výzkumných problémech řešených na FBMI.

Studijní materiály:

Literatura

[1] Převážně impaktované odborné články - bude stanoveno na jednotlivých cvičeních.

[2] BRONZINO, Joseph D. a Donald R. PETERSON. Biomedical engineering fundamentals. Boca Raton, FL: CRC Press, 2015. ISBN 978-1-4398-2518-1, elektronická kniha přístupná z IP adresy ČVUT

[3] BRONZINO, Joseph D. a Donald R. PETERSON. Medical devices and human engineering. Boca Raton, FL: CRC Press, 2015. ISBN 978-1-4398-2525-9.

[4] BRONZINO, Joseph D. a Donald R. PETERSON, ed. Biomedical signals, imaging, and informatics. Boca Raton, FL: CRC Press, 2015. ISBN 978-1-4398-2527-3.

[5] BRONZINO, Joseph D. a Donald R. PETERSON. Molecular, cellular, and tissue engineering. Boca Raton, FL: CRC Press, 2015. ISBN 978-1-4398-2530-3, elektronická kniha přístupná z IP adresy ČVUT

Poznámka:

Povinný pro všechny moduly

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: