Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Engineering in diagnostics and computer assisted surgery
Course of study:
2017/2018
Code:
EEL-2-301-PT-s
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Pomiary technologiczne i biomedyczne
Field of study:
Electrotechnics
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. Kozak Józef (josef.kozak@aesculap.de)
Academic teachers:
prof. nadzw. dr hab. Kozak Józef (josef.kozak@aesculap.de)
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 Potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy, rozumie potrzebę i podnosi swoje kwalifikacje, potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób EL2A_W14 Activity during classes
M_K002 Ma świadomość ważności i rozumie techniczne aspekty i skutki działalności inżyniera biomedycznego EL2A_W14 Activity during classes
Skills
M_U001 Potrafi krytycznie ocenić metody i rozwiązania techniczne zastosowane w diagnostyce i chirurgii wspomaganej komputerowo EL2A_W14 Execution of laboratory classes,
Test
M_U002 Potrafi samodzielnie rozwiązać postawiony problem z zakresu chirurgii wspomaganej komputerowo EL2A_W14 Execution of laboratory classes,
Test
M_U003 Potrafi samodzielnie obsługiwać urządzenia pod nadzorem prowadzącego i zebrać informacje niezbędne do przygotowania krótkiej prezentacji na zadany temat, indywidualnie lub w małym zespole EL2A_W14 Execution of laboratory classes,
Test
Knowledge
M_W001 Zna i potrafi opisać zagadnienia wybranych, obecnie stosowanych technik w diagnostyce i chirurgii wspomaganej komputerowo EL2A_W10 Execution of laboratory classes,
Test
M_W002 Zna i potrafi ocenić swoją wiedzę i umiejętności w stosunku do wymagań i oczekiwań z punktu widzenia przemysłu (przedsiębiorcy), aby jak najlepiej być przygotowanym do wymagań rynku pracy EL2A_W02 Execution of laboratory classes,
Test
M_W003 Zna zasady projektowania, prototypowania, testowania i wdrażania do produkcji urządzeń w chirurgii wspomaganej komputerowo oraz normy i procedury certyfikacji EL2A_W14 Execution of laboratory classes,
Test
M_W004 Zna podstawowe metody technicznego wsparcia medycyny wykorzystujące rozwiązania komputerowe EL2A_W14 Execution of laboratory classes,
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 Potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy, rozumie potrzebę i podnosi swoje kwalifikacje, potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób + - + - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość ważności i rozumie techniczne aspekty i skutki działalności inżyniera biomedycznego + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi krytycznie ocenić metody i rozwiązania techniczne zastosowane w diagnostyce i chirurgii wspomaganej komputerowo + - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi samodzielnie rozwiązać postawiony problem z zakresu chirurgii wspomaganej komputerowo + - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi samodzielnie obsługiwać urządzenia pod nadzorem prowadzącego i zebrać informacje niezbędne do przygotowania krótkiej prezentacji na zadany temat, indywidualnie lub w małym zespole + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna i potrafi opisać zagadnienia wybranych, obecnie stosowanych technik w diagnostyce i chirurgii wspomaganej komputerowo + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna i potrafi ocenić swoją wiedzę i umiejętności w stosunku do wymagań i oczekiwań z punktu widzenia przemysłu (przedsiębiorcy), aby jak najlepiej być przygotowanym do wymagań rynku pracy + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna zasady projektowania, prototypowania, testowania i wdrażania do produkcji urządzeń w chirurgii wspomaganej komputerowo oraz normy i procedury certyfikacji + - + - - - - - - - -
M_W004 Zna podstawowe metody technicznego wsparcia medycyny wykorzystujące rozwiązania komputerowe + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
Inżynieria w diagnostyce i chirurgii wspomaganej komputerowo

I Zagadnienia ogólne nawigacji medycznej
1. Historia nawigacji
- Metody obrazowania: ponad 100 lat diagnostyki z obrazowaniem w medycynie
- Trójwymiarowe systemy nawigacyjne: prawie 100 lat nawigacji w medycynie
2. Analiza możliwości zastosowania metod obrazowania w nawigacji
- USG
- Tomografia komputerowa, CT
- Tomografia rezonansu magnetycznego, MRI
3. Lokalizatory – Analiza właściwości technicznych
- Lokalizator wideo-optyczny
- Lokalizator elektromagnetyczny
- Każda technologia ma swoje zalety – jednakże, o wyborze decyduje aplikacja!
4. Podstawy nawigacji i robotyki
- Znaczenie systemu referencyjnego
- Znaczenie procedury rejestracji
- Zastosowanie kątów Eulera
- Zastosowanie kwaternionów
- Określenie właściwości kinematycznych systemów
5. Analiza błędów w nawigacji
- Fiducial Localization Error (FLE)
- Fiducial Registration Error (FRE)
- Target Registration Error (TRE)
- Dokładność i efektywność systemów
6. Aplikacje w chirurgii wspomaganej komputerowo
- Chirurgia szczękowo-twarzowa
- Chirurgia otolaryngologiczna
- Neurochirurgia
- Ortopedia
- Chirurgia kręgosłupa
- Brachyterapia
II Systemy Nawigacyjne z Obrazami
1. Stan techniki
2. SPOCS (Surgical Planning and Orientation Computer System): System nawigacyjny z obrazami CT w aplikacjach:
- Neurochirurgia
- Chirurgia kręgosłupa
- Otolaryngologia
3. Śródoperacyjne wspomaganie fluoroskopią 2D przy operacjach kręgosłupa
4. Śródoperacyjne wspomaganie fluoroskopią ISO-C 3D w ortopedii
5. System nawigacyjny z USG
- Kalibracja głowicy ultrasonograficznej
- Opracowanie nowych technologii w obszarach nawigacji wspomaganej USG w medycynie opartej na faktach (ang. evidence-based medicine) w otolaryngologii, ortopedii i chirurgii kręgosłupa
III Systemy Nawigacyjne bez Obrazów
1. Stan techniki
2. OrthoPilot: możliwości, korzyści i perspektywy
- Total Knee Arthroplasty
- Total Hip Arthroplasty
- Unicompartmental Knee Replacement
- Anterior Cruciate Ligament
- High Tibia Osteotomy
IV Zagadnienia inne
1. Maszyny i urządzenia medyczne, np. do chirurgii HF
2. Zarys endoskopii i technik minimalnie inwazyjnych w chirurgii (ang. MIS)
3. Zarys MDD (Medical Device Directive)
4. Jak robot może pomóc nawigacji chirurgicznej?
V Kolokwium

Laboratory classes:
Inżynieria w diagnostyce i chirurgii wspomaganej komputerowo

W przedmiocie prowadzone są ćwiczenia laboratoryjne. Treści tych zajęć ugruntowują i rozszerzają wiedzę przekazywana podczas wykładów. Tam, gdzie to dopuszczalne, studenci będą mieli możliwość samodzielnie obsługiwać urządzenia pod nadzorem prowadzącego i zastosować zdobytą wiedzę w praktyce.
Ćwiczenia laboratoryjne obejmują 7 ćwiczeń 2 godzinnych:
1. Neurochirurgia
2. Chirurgia otolaryngologiczna
3. Total Knee Arthroplasty
4. Total Hip Arthroplasty
5. Unicompartmental Knee Replacement
6. Anterior Cruciate Ligament
7. High Tibia Osteotomy
8. Sprawy organizacyjne

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.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 78 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 28 h
Participation in laboratory classes 20 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 15 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest otrzymanie pozytywnej oceny z zajęć laboratoryjnych oraz z kolokwium zaliczeniowego z wykładu. Ocena końcowa jest wyliczana jako średnia arytmetyczna dwóch ocen składowych.

Prerequisites and additional requirements:

Umiejętność posługiwania sie literaturą medyczną w zakresie podstawowym, umiejętność pisania raportów i sprawozdań, umiejętności prezentacji.

Recommended literature and teaching resources:

Bronzino J., “Biomedical engineering”.
Tadeusiewicz R. “Wprowadzenie do inżynierii biomedycznej”
Nałęcz T., “Inżynieria Biomedyczna”

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Brak