Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Electronic Medical Devices
Course of study:
2016/2017
Code:
JFM-2-103-DE-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Dozymetria i elektronika w medycynie
Field of study:
Medical Physics
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Augustyniak Piotr (august@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Augustyniak Piotr (august@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Zna rolę systemów elektronicznych i informatycznych w poprawie zakresu i jakości usług medycznych FM2A_K03 Activity during classes,
Project
Skills
M_U001 Wybrać i zaargumentować wybór właściwej metody pomiaru diagnostycznego w podstawowym zakresie FM2A_U01, FM2A_U07, FM2A_U09 Project,
Report
M_U002 Rozwiązać prosty problem konstrukcyjny dotyczący aparatury medycznej metodami elektroniki, informatyki i telekomunikacji, oraz wykazać, że rozwiązanie spełnia oczekiwania medyczne FM2A_U08, FM2A_U20 Project,
Report
M_U003 Ocenić działanie elektronicznej aparatury medycznej w zakresie przydatności w konkretnym zastosowaniu oraz poprawności funkcjonowania FM2A_U17, FM2A_U18 Project,
Report
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę dotyczącą praktycznych rozwiązań technicznych wspomagających praktykę medyczną oraz zakresu zastosowań podstawowej aparatury diagnostycznej, terapeutycznej i protetycznej FM2A_W03, FM2A_W04 Test
M_W002 Zna podstawowe metody technicznego wsparcia medycyny wykorzystujące rozwiązania elektroniczne i teleinformatyczne FM2A_W05, FM2A_W04, FM2A_W10 Test
M_W003 Zna zasady fizyczne podstawowych procedur diagnostyki (elektrodiagnostyka, diagnostyka obrazowa itp.) i terapii medycznej FM2A_W02, FM2A_W03, FM2A_W09 Test
M_W004 Zna zasady projektowania, prototypowania, testowania i wdrażania do produkcji aparatury medycznej oraz normy i procedury certyfikacji FM2A_W12, FM2A_W16 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Zna rolę systemów elektronicznych i informatycznych w poprawie zakresu i jakości usług medycznych + - + + - - - - - - -
Skills
M_U001 Wybrać i zaargumentować wybór właściwej metody pomiaru diagnostycznego w podstawowym zakresie - - + + - - - - - - -
M_U002 Rozwiązać prosty problem konstrukcyjny dotyczący aparatury medycznej metodami elektroniki, informatyki i telekomunikacji, oraz wykazać, że rozwiązanie spełnia oczekiwania medyczne - - + + - - - - - - -
M_U003 Ocenić działanie elektronicznej aparatury medycznej w zakresie przydatności w konkretnym zastosowaniu oraz poprawności funkcjonowania - - + + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę dotyczącą praktycznych rozwiązań technicznych wspomagających praktykę medyczną oraz zakresu zastosowań podstawowej aparatury diagnostycznej, terapeutycznej i protetycznej + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna podstawowe metody technicznego wsparcia medycyny wykorzystujące rozwiązania elektroniczne i teleinformatyczne + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna zasady fizyczne podstawowych procedur diagnostyki (elektrodiagnostyka, diagnostyka obrazowa itp.) i terapii medycznej + - - - - - - - - - -
M_W004 Zna zasady projektowania, prototypowania, testowania i wdrażania do produkcji aparatury medycznej oraz normy i procedury certyfikacji + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Podstawowe zagadnienia elektrodiagnostyki medycznej, źródła sygnałów elektrycznych w organizmach żywych i uwarunkowania ich pomiarów.
2. Zasady konstrukcyjne rejestratora biopotencjałów, odmiany rejestratorów EKG, EEG, EOG i ich specyfikacje techniczne, pomiary jakościowe i akredytacja aparatury elektrodiagnostycznej.
3. Pomiar położenia i rejestracja trajektorii ruchu gałki ocznej metodą optyczną, zastosowanie sygnału okoruchowego w medycynie i badaniu własności sceny
4. Stymulacja serca, warunki stosowania, rodzaje stymulatorów i sposoby ich testowania w długoczasowym zapisie EKG, programowanie kardiostymulatorów automatycznych.
5. Fizjoterapia, zakres zastosowań, podstawy fizyczne elektroterapii – urządzenia i ich projektowanie z uwzględnieniem bezpieczeństwa pacjenta. Testowanie układów zabezpieczeń.
6. Metodologia obrazowania ultrasonograficznego, projekt ultrasonografu, rodzaje zobrazowań w ultrasonografii. Wykorzystanie ultrasonografu i pomiary ilościowe w diagnostyce dobrostanu płodu.
7. Interfejsy multimodalne. Alternatywne projekty urządzeń wejściowych. Zastosowania komunikacyjne człowiek-komputer dedykowane dla osób niepełnosprawnych.
8. Diagnostyka i wspomaganie słuchu. Podstawy konstrukcyjne audiometru. Standardowe i programowalne urządzenia dla słabo słyszących. Audiometria obiektywna na podstawie sygnałów wywołanych pnia mózgu (ABR).
9. Przetwarzanie sekwencji czasowych w długoczasowym zapisie EKG. Analiza zmienności rytmu serca, detekcja choroby niedokrwiennej na podstawie analizy odcinka ST, detekcja arytmii.
10. Przetwarzanie sygnału elektroencefalograficznego, diagnostyka padaczki. Przetwarzanie potencjałów wywołanych z pnia mózgu (ABR) i określanie progu słyszalności.
11. Polisomnografia i polikardiografia jako przykłady multimodalnych zapisów elektrodiagnostycznych. Pokaz różnych aspektów tego samego zjawiska fizjologicznego.
12. Diagnostyka mowy patologicznej. Wytwarzanie głosu przez człowieka, opisy patologii narządu mowy i artykulacji. Metody detekcji mowy patologicznej
13. Sztuczna nerka. Podstawy fizyczne i cel terapeutyczny dializy pozaustrojowej. Rodzaje i funkcjonowanie dializatorów, automatyka i zabezpieczenia aparatu sztucznej nerki.
14. Tomografia komputerowa, zasady fizyczne tomografii rentgenowskiej. Budowa i projekt tomografu, algorytmy rekonstrukcji obrazu, pomiary na obrazie. Ocena jakości obrazu tomograficznego.
15. Podstawowe pojęcia telemedycyny. Zasady archiwizowania, udostępniania i transmisji rekordów medycznych. Standaryzacja protokołów w telemedycynie (HL7 i DICOM). Aspekty telemedycyny mobilnej

Laboratory classes:

Laboratorium, pokazy – próby uruchomienia i posługiwania się aparaturą medyczną, zgodne z tematyką wykładów. Tam, gdzie to dopuszczalne, studenci pod nadzorem prowadzącego wykonują proste czynności diagnostyczne. Podczas ćwiczeń szczególna uwaga zwracana jest na warunki podczas diagnozy i przygotowanie terapii i wpływ tych warunków na poprawność medyczną (np. uzyskanie niezakłóconego zapisu EKG). Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu atrakcyjne uzupełnienie wykładów ze szczególnym uwzględnieniem praktycznych aspektów użytkowania elektronicznej aparatury medycznej.
Efekty kształcenia:
- student potrafi samodzielnie skompletować wiedzę niezbędną do rozwiązania zadanego problemu,
- student potrafi samodzielnie rozwiązać postawiony problem przy użyciu udostępnionych metod pomiarowych, konstrukcyjnych i informatycznych,
- student potrafi dokonać zestawienia otrzymanych rezultatów i sformułować wnioski końcowe.

Project classes:

Studenci realizują projekty w warunkach narzuconego środowiska programistycznego, zdefiniowanych struktur wymiany informacji oraz unormowanych procedur testów poprawności rezultatów diagnostycznych. Projekty dotyczą m.in.:
1. Detekcja zespołów QRS za pomocą zespolonego przekształcenia Hilberta.
2. Klasyfikacja typów uderzeń serca,
3. Identyfikacja symptomów choroby niedokrwiennej w wysiłkowym zapisie EKG
4. Adaptacyjne metody detekcji izolinii w sygnale EKG.
5. Ekstrakcja sygnału oddechu z elektrokardiogramu.
6. Detekcja migotania przedsionków w sygnale EKG.
7. Analiza skurczów macicy w oparciu o sygnał EMG.
Efekty kształcenia:
- student potrafi zebrać informacje niezbędne do realizacji samodzielnego zadania inżynierskiego, sporządzić harmonogram realizacji, dokonać analizy dostępnych rozwiązań, przedstawić i zaargumentować podjęte decyzje, wykonać prototyp sprzętu lub oprogramowania, ocenić jego funkcjonalność i zgodność z założeniami i przygotować raport z realizacji zadania,
- student potrafi współpracować w zespole powołanym do realizacji określonego zadania inżynierskiego,
- student potrafi przeprowadzić publiczną prezentację osiągniętego efektu za pomocą narzędzi audiowizualnych i wziąć udział w krytycznej dyskusji (z uwzględnieniem terminologii branżowej).

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 110 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in laboratory classes 45 h
Participation in project classes 15 h
Preparation for classes 20 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych (33%), ocena projektów (33%), ocena z kolokwiów na wykładach (33%)

Prerequisites and additional requirements:

Umiejętność posługiwania sie literaturą medyczną w zakresie podstawowym, umiejętność pisania raportów i sprawozdań, umiejętności prezentacji, obsługa komputera, znajomość zagadnień informatycznych, znajomość podstaw elektroniki,

Recommended literature and teaching resources:

- Bronzino J., “Biomedical engineering”.
- Tadeusiewicz R. “Wprowadzenie do inżynierii biomedycznej”
- Nałęcz T., “Inżynieria Biomedyczna”
- Blinowska KJ, Żygierewicz J. “Practical Biomeduical Signal Analysis using Matlab”. CRC Press, 2011

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None