Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elektronika w medycynie
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IET-1-618-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
6
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Korohoda Przemysław (korohoda@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Korohoda Przemysław (korohoda@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie organizowania pomiaru medycznego w aspekcie inżynierskim oraz technik archiwizowania i prezentowania pozyskiwanych wyników ET1A_W21, ET1A_W14, ET1A_W20 Wynik testu zaliczeniowego,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student zna podstawowe zasady konstruowania i funkcjonowania aparatury medycznej powszechnego użytku (np. EKG, EEG, USG) oraz zna zasadę działania urządzeń do zaawansowanego obrazowania medycznego ET1A_W02, ET1A_W12, ET1A_W01 Wynik testu zaliczeniowego,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności
M_U001 Student umie zaplanować i zrealizować pomiar dla wybranych sygnałów lub parametrów medycznych oraz zaplanować i zrealizować laboratoryjny pomiar typowego elektrycznego sygnału medycznego ET1A_U02, ET1A_U06, ET1A_U01 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student umie realizować konwersję danych pomiarowych oraz przetwarzać zarejestrowane sygnały w sposób dostosowany do potrzeb diagnostyki medycznej ET1A_U12, ET1A_U10 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i wzajemnego poszanowania, rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działania inżyniera. ET1A_K03, ET1A_K02, ET1A_K06 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Aktywność na zajęciach
M_K002 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się, podnoszenia swoich kompetencji zawodowych oraz pracy w zespole ET1A_K04, ET1A_K01 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie organizowania pomiaru medycznego w aspekcie inżynierskim oraz technik archiwizowania i prezentowania pozyskiwanych wyników + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawowe zasady konstruowania i funkcjonowania aparatury medycznej powszechnego użytku (np. EKG, EEG, USG) oraz zna zasadę działania urządzeń do zaawansowanego obrazowania medycznego + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student umie zaplanować i zrealizować pomiar dla wybranych sygnałów lub parametrów medycznych oraz zaplanować i zrealizować laboratoryjny pomiar typowego elektrycznego sygnału medycznego - - + - - - - - - - -
M_U002 Student umie realizować konwersję danych pomiarowych oraz przetwarzać zarejestrowane sygnały w sposób dostosowany do potrzeb diagnostyki medycznej - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i wzajemnego poszanowania, rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działania inżyniera. - - + - - - - - - - -
M_K002 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się, podnoszenia swoich kompetencji zawodowych oraz pracy w zespole - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Tematy szczegółowe wymienione są poniżej

Uwaga: kolejność tematów może być w trakcie realizacji nieco zmieniona.

1. Wymagania stawiane aparaturze medycznej.

Warunki bezpieczeństwa, inwazyjność badań, regulacje prawne, założenia i podstawowe rozwiązania konstrukcyjne dla prądowo-napięciowych badań kontaktowych.

2. Analiza bioimpedancji i elektrofizjoterapia.

Założenia i metodyka pomiarów oraz terapii z wykorzystaniem generatorów prądowych o zadanych parametrach czasowo-częstotliwościowych. Modele elektryczne, problemy pomiarowe, interpretacja wyników. Parametry techniczne stosowanych urządzeń. Inne techniki stosowane w fizjoterapii z wykorzystaniem światła, pola magnetycznego oraz mikrofal.

3. Modelowanie w medycynie, wyznaczanie wzorów diagnostycznych.

Podstawy terapii nerkozastępczych, stosowane modele hemodializy, podstawowe modele żywieniowe, metodyka wyznaczania wzorów diagnostycznych na przykładzie parametru eGFR stosowanego do oceny sprawności nerek, wybrane elementy statystyki medycznej stosowane do analizy badań klinicznych.

4. Pomiary i analiza sygnałów EKG, rozruszniki i defibrylatory.

Podstawy fizjologiczne i medyczne badania EKG, metodyka pomiaru, cechy sygnałów EKG, założenia konstrukcyjne aparatury pomiarowej, zasada działania rozruszników i defibrylatorów, stosowane rozwiązania i parametry techniczne, metody i algorytmy do analizy sygnałów EKG, zastosowania telemedycyny. Pomiary innych sygnałów elektrycznych na przykładzie EMG,

5. Pomiary, analiza i terapia z wykorzystaniem sygnałów EEG.

Podstawy fizjologiczne i medyczne badania EEG, metodyka pomiaru, cechy sygnałów EEG, założenia do konstrukcji aparatury pomiarowej, zasada działania terapii typu „biofeedback”, metodyka analizy sygnałów EEG z wykorzystaniem technik przetwarzania sygnałów.

6. Pasywne i aktywne zastosowania sygnału USG.

Cechy fizyczne fal akustycznych wysokiej częstotliwości, zasada działania pomiaru w obrazowaniu USG z wykorzystaniem różnych typów sond w badaniu klasycznym i dopplerowskim, zastosowania sygnałów wymuszających USG w fizjoterapii. Wybrane techniki przetwarzania obrazów cyfrowych w zastosowaniu do obrazów USG.

7. Nowoczesne techniki obrazowania medycznego i przetwarzania sygnałów.

Zasada działania i podstawowa charakterystyka aparatury stosowanej w metodach takich jak np.: termografia, rentgenografia klasyczna, angiografia, klasyczna tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny, obrazowanie pozytronowe, gammakamera. Techniki biometrii, rejestracja i analiza ruchu, modelowanie układu oddechowego.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Szczególowe rozpisanie tematów znajduje się poniżej

Uwaga: wybrane tematy mogą być realizowane równolegle w trakcie kilku spotkań.

1. Zastosowanie analizy bioimpedancji oraz modelowania kompartmentowego – wprowadzenie do ćwiczeń, przeprowadzenie kompletnego zestawu pomiarów bioimpedancyjnych 5kHz, 50kHz i 100kHz dla wybranych wariantów połączenia aparat-człowiek, analiza otrzymanych wyników z wykorzystaniem modelu Cole-Cole oraz modeli antropometrycznych, testy warunków pomiarowych, symulacja procesu hemodializ w pakiecie Matlab, przykład zastosowania modelu żywienia, obserwacje i wnioski.
2. Badania z wykorzystaniem sygnałów prądowo-napięciowych stosowanych w elektrofizjoterapii – przeprowadzenie pomiaru niskoczęstotliwościowych przebiegów prądowo-napięciowych w układzie aparat-człowiek, porównanie pomiaru dwu- i czterokońcówkowego dla dwóch typów elektrod, rejestracja i wstępna analiza przebiegów z wykorzystaniem metod przetwarzania sygnałów w pakiecie Matlab w celu oceny parametrów elektrycznych człowieka oraz zastosowanych elektrod.
3. Pomiar i analiza sygnałów EKG –przeprowadzenie pomiaru i rejestracja sygnałów EKG, porównawcza weryfikacja wymagań pomiarowych, przetwarzanie i analiza zarejestrowanych sygnałów w pakiecie Matlab.
4. Pomiar i analiza fal mózgowych (EEG) – przeprowadzenie pomiaru i rejestracja sygnałów EEG, porównawcza weryfikacja wymagań pomiarowych, przetwarzanie i analiza zarejestrowanych sygnałów w pakiecie Matlab.
5. Studium badania utrasonograficznego (USG) – przeprowadzenie badania USG z wykorzystaniem sondy równoległej i konweksowej, weryfikacja parametrów pomiaru USG z wykorzystaniem obiektów fantomowych oraz pomiaru sygnału KTG, komputerowe przetwarzanie otrzymanych obrazów cyfrowych w pakiecie Matlab.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 80 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej (OK) jest: 1) udział w wykładach i zajęciach laboratoryjnych wskazujący na zainteresowanie przedmiotem, 2) aktywne uczestniczenie w wybranych pomiarach, 3) przedstawienie odpowiednio opracowanych wybranych danych pomiarowych oraz 4) zaliczenie testu końcowego.
2. Obliczamy średnią ważoną (śr) z wyrażonych w punktach ocen za wymienione wyżej cztery elementy, przy czym żadne dwa elementy nie mogą zapewnić przekroczenia progu 50%.
3. Możliwe jest uzyskanie dodatkowych punktów podnoszących wartość średniej ważonej za wyróżniające się indywidualne zaangażowanie w wybrane tematy lub opracowanie wyników zbiorczych dla całej grupy.
4. Ocena końcowa wyznaczana jest na podstawie zależności:
jeżeli śr>=90%, to OK=5.0 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=80%, to OK=4.5 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=70%, to OK=4.0 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=60%, to OK=3.5 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=50%, to OK=3.0 w przeciwnym przypadku OK=2.0

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Podstawowa wiedza z zakresu przetwarzania sygnałów
Podstawowa wiedza na temat projektowania i właściwości układów elektronicznych
Podstawowa wiedza z zakresu miernictwa elektrycznego
Programowanie w pakiecie Matlab

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. D.Pruchi, M.Norris: „Design and development of medical electronic instrumentation”, John Wiley & Sons, Inc, New Jersey 2005.
2. P.Augustyniak: „Elektrokardiografia dla informatyka – praktyka”, Wyd. AGH, Kraków 2011.
3. B.Birkenfeld, M.Listewnik, „Medycyna nuklearna”, Wyd. Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego, Szczecin 2011.
4. A. Nowicki: „Ultradźwieki w medycynie – wprowadzenie do współczesnej ultrasonografii”, Wyd. PAN, Warszawa 2010.
5. I.N.Bankman (ed.): “Handbook of medical image processing and analysis”, 2 wyd., Elsevier, Amsterdam 2009.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak