Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Elektroniczna aparatura medyczna
Course of study:
2017/2018
Code:
EIB-1-620-s
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Biomedical Engineering
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Augustyniak Piotr (august@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Augustyniak Piotr (august@agh.edu.pl)
dr inż. Grabska-Chrząstowska Joanna (asior@agh.edu.pl)
dr inż. Smoleń Magdalena (msmolen@agh.edu.pl)
dr inż. Broniec-Wójcik Anna (abroniec@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 IB1A_K02, IB1A_K05, IB1A_K03
Skills
M_U001 Potrafi wybrać i zaargumentować wybór właściwej metody pomiaru diagnostycznego w podstawowym zakresie IB1A_U10, IB1A_U06 Project,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U002 Potrafi rozwiązać prosty problem konstrukcyjny dotyczący aparatury medycznej metodami elektroniki, informatyki i telekomunikacji, oraz wykazać, że rozwiązanie spełnia oczekiwania medyczne IB1A_U06, IB1A_U04, IB1A_U08 Project,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U003 Umie ocenić działanie elektronicznej aparatury medycznej w zakresie przydatności w konkretnym zastosowaniu oraz poprawności funkcjonowania IB1A_U10, IB1A_U09, IB1A_U03 Project,
Report,
Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę dotyczącą praktycznych rozwiązań technicznych wspomagających praktykę medyczną oraz zakresu zastosowań podstawowej aparatury diagnostycznej, terapeutycznej i protetycznej IB1A_W09, IB1A_W06 Test
M_W002 Zna podstawowe metody technicznego wsparcia medycyny wykorzystujące rozwiązania elektroniczne i teleinformatyczne IB1A_W07, IB1A_W09 Test
M_W003 Zna zasady fizyczne podstawowych procedur diagnostyki (elektrodiagnostyka, diagnostyka obrazowa itp.) i terapii medycznej IB1A_W06, IB1A_W02 Test
M_W004 Zna zasady projektowania, prototypowania, testowania i wdrażania do produkcji aparatury medycznej oraz normy i procedury certyfikacji IB1A_W08, IB1A_W11, IB1A_W13 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 Potrafi wybrać i zaargumentować wybór właściwej metody pomiaru diagnostycznego w podstawowym zakresie - - + + - - - - - - -
M_U002 Potrafi rozwiązać prosty problem konstrukcyjny dotyczący aparatury medycznej metodami elektroniki, informatyki i telekomunikacji, oraz wykazać, że rozwiązanie spełnia oczekiwania medyczne - - + + - - - - - - -
M_U003 Umie 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:

Podstawowe zagadnienia elektrodiagnostyki medycznej, źródła sygnałów elektrycznych w organizmach żywych i uwarunkowania ich pomiarów. Zasady konstrukcyjne rejestratora biopotencjałów, odmiany rejestratorów EKG, EEG, EOG i ich specyfikacje techniczne, pomiary jakościowe i akredytacja aparatury elektrodiagnostycznej. Pomiar położenia i rejestracja trajektorii ruchu gałki ocznej metodą optyczną, zastosowanie sygnału okoruchowego w medycynie i badaniu własności sceny. Stymulacja serca, warunki stosowania, rodzaje stymulatorów i sposoby ich testowania w długoczasowym zapisie EKG, programowanie kardiostymulatorów automatycznych. Fizjoterapia, zakres zastosowań, podstawy fizyczne elektroterapii – urządzenia i ich projektowanie z uwzględnieniem bezpieczeństwa pacjenta. Testowanie układów zabezpieczeń. Metodologia obrazowania ultrasonograficznego, projekt ultrasonografu, rodzaje zobrazowań w ultrasonografii. Wykorzystanie ultrasonografu i pomiary ilościowe w diagnostyce dobrostanu płodu. Interfejsy multimodalne. Alternatywne projekty urządzeń wejściowych. Zastosowania komunikacyjne człowiek-komputer dedykowane dla osób niepełnosprawnych. Diagnostyka i wspomaganie słuchu. Podstawy konstrukcyjne audiometru. Standardowe i programowalne urządzenia dla słabo słyszących. Audiometria obiektywna na podstawie sygnałów wywołanych pnia mózgu (ABR). Polisomnografia i polikardiografia jako przykłady multimodalnych zapisów elektrodiagnostycznych. Pokaz różnych aspektów tego samego zjawiska fizjologicznego. Diagnostyka mowy patologicznej. Wytwarzanie głosu przez człowieka, opisy patologii narządu mowy i artykulacji. Metody detekcji mowy patologicznej. Sztuczna nerka. Podstawy fizyczne i cel terapeutyczny dializy pozaustrojowej. Rodzaje i funkcjonowanie dializatorów, automatyka i zabezpieczenia aparatu sztucznej nerki. Tomografia komputerowa, zasady fizyczne tomografii rentgenowskiej. Budowa i projekt tomografu, algorytmy rekonstrukcji obrazu, pomiary na obrazie. Ocena jakości obrazu tomograficznego. Podstawowe pojęcia telemedycyny. Zasady archiwizowania, udostępniania i transmisji rekordów medycznych. Standaryzacja protokołów w telemedycynie (HL7 i DICOM). Aspekty telemedycyny mobilnej. Spirometria. Pomiary mechanicznej wydolności układu oddechowego w warunkach statycznych i dynamicznych. Konstrukcje spirometrów i zasady obliczania parametrów diagnostycznych wentylacji płuc. Pomiary stopnia utlenowania krwi (SpO2) jako podstawowego sygnału biologicznego. Zasada fizyczna działania i konstrukcja oksymetru fotoelektrycznego. Oksymetr osobisty jako urządzenie nadzoru ciągłego.

Laboratory classes:

Zagadnienia :
1. Elektromiografia powierzchniowa
2. EMG – biofeedback i elektrostymulacja
3. Elektrookulografia
4. Fotopletyzmografia i pomiar pulsu
5. Symulacja procesu dializy
6. Ultrasonografia 1
7. Ultrasonografia 2
8. Pomiar impedancji ciała człowieka
9. EKG
10. Spirometria i badanie oddechu
11. Pomiar ciśnienia krwi i pulsoksymetria
12. EEG – biofeedback
Zajęcia laboratoryjne są prowadzone w formie czterech równoległych stanowisk wykonywane przez 4-osobowe (lub mniejsze), stałe zespoły studentów.
W ramach danego modułu, prowadzonego przez jedną z trzech prowadzących przez 4 tygodnie, każda grupa wykonuje 4 różne ćwiczenia. W danym terminie odbywają się równocześnie 4 różne ćwiczenia na odpowiadających im 4 różnych stanowiskach.
Należy wykonać wszystkie 12 ćwiczeń. Z usprawiedliwioną nieobecnością (od lekarza lub z Uczelni) można bez negatywnych konsekwencji odrobić dane ćwiczenie. Wszystkie osoby samowolnie zmieniające grupy lub odrabiające zajęcia bez usprawiedliwienia otrzymują ze sprawozdania – 0 punktów ( mają tylko możliwość otrzymania wówczas punktów z kartkówki).
Wymagania:
1. Z każdego ćwiczenia należy wykonać sprawozdanie (zgodnie z instrukcją) i oddać je na następnych zajęciach. Gotowe wzorce sprawozdań należy wypełnić ręcznie ew. wklejając rysunki, zdjęcia itp. Sprawozdania oceniane są w skali 0-5 punktów.
2. Na każdych zajęciach Prowadząca będzie sprawdzać przygotowanie studentów do danych zajęć w formie pisemnej kartkówki ocenianej w skali 0-10 punktów.
Z każdego ćwiczenia student otrzymuje 0-15 punktów. Sumarycznie więc można uzyskać 0-180 punktów. co przełoży się na ocenę zgodnie z Regulaminem studiów.

Project classes:

Zagadnienia:
1. Elektromiografia
2. Elektrokardiografia
3. Elektroencefalografia
4. Elektrookulografia
5. Rejestracja ruchu człowieka
6. Rejestracja nacisku stóp
7. Eyetracking
8. Biofeedback

Obecność na zajęciach jest obowiązkowa. Dopuszczalna jest jedna nieusprawiedliwiona nieobecność. Ocena końcowa z zajęć projektowych jest wystawiana na podstawie projektu, wykonanego i zaprezentowanego podczas zajęć. Wybór tematu projektu jest uzgadniany z osobą prowadzącą przedmiot. Projekty są przygotowywane w kilkuosobowych zespołach i przedstawiane w formie ustnej prezentacji na zajęciach.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 119 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 28 h
Participation in laboratory classes 28 h
Completion of a project 15 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 30 h
Examination or Final test 8 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena z egzaminu (25%), ćwiczeń laboratoryjnych (25%), ocena projektów (25%), ocena z kolokwiów na wykładach (25%), Każda z ocen składowych musi być wyższa niż 2.0

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:

Augustyniak P. “Elektroniczna aparatura medyczna”, Wydawnictwa AGH, 2016
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:

1. Piotr Augustyniak, Grażyna Ślusarczyk Graph-based representation of behavior in detection and prediction of daily living activities Computers in Biology and Medicine, DOI: 10.1016/j.compbiomed.2 017.11.007 2017 IF=1,953
2. Tomasz Moszkowski, Daniel W. Kauff, Celine Wegner, Roman Ruff, Karin H. Somerlik-Fuchs, Thilo B. Krüger, Piotr Augustyniak, Klaus-Peter Hoffmann, Werner Kneist Extracorporeal Stimulation of Sacral Nerve Roots for Observation of Pelvic Autonomic Nerve Integrity: Description of a Novel Methodological Setup IEEE Trans. Biomed. Eng. DOI: 10.1109/TBME.2017.27.03951 2017 IF=2,720
3. Jaromir Przybyło, Eliasz Kańtoch, Miroslaw Jabloński, Piotr Augustyniak Distant measurement of plethysmographic signal in various lighting conditions using configurable frame-rate camera Metrology and Measurement Systems, 23(4), pp. 579-592 2016 IF=1,203
4. Piotr Augustyniak Remotely Programmable Architecture of a Multi-Purpose Physiological Recorder Microprocessors and Microsystems 46PA (2016) pp. 55-66 2016 IF=0,861
5. Piotr Augustyniak, Eliasz Kańtoch Turning Domestic Appliances Into a Sensor Network for Monitoring of Activities of Daily Living J. Med. Imaging Health Inf. 5, 2015, pp.1662-1667 2015 IF=0,562
6. Piotr Augustyniak, Magdalena Smoleń, Zbigniew Mikrut, Eliasz Kańtoch Seamless tracing of human behavior using complementary wearable and house-embedded sensors Sensors 2014 vol. 14 iss. 5, pp. 7831–7856 2014 IF=2,964
7. Piotr Augustyniak Ranking of ECG diagnostic parameters based on objective evaluation of human system interaction Experimental & Clinical Cardiology, 2014 vol. 20 iss. 7, pp. 1199–1207 2014 IF=0,758
8. Eliasz Kantoch, Piotr Augustyniak, Marek Markiewicz, Dominik Prusak Monitoring activities of daily living based on wearable wireless body sensor network 36th Annual International Conference of the IEEEEngineering-in-Medicine-and-Biology-Society 586-589 2014
9. Eliasz Kantoch, Piotr Augustyniak Technical verification and analysis of implementation of wearable sensors for providing telemedical services in home environment Journal of Critical Care vol. 28 iss. 6, pp: e27-e43 2013 IF=2,707
10. Eliasz Kańtoch, Piotr Augustyniak Body Area Network System Based on ECG, GPS and Movement Signals J. Med. Imaging Health Inf. 2, 2012, pp.76-79 2012 IF=0,562

Additional information:

None