Upload
acbgdv
View
53
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Biomedicinsko inženjerstvo i tehnologije
Citation preview
1
Biomedicinsko inženjerstvo i tehnologije
Odsek za fizičku elektroniku
Smer za biomedicinsko i ekološko inženjerstvohttp://nobel.etf.rs/studiranje/osnovne_studije/bmei/
Rukovodilac smera: Prof. Dejan Raković
Ovo usmerenje je vezano za delatnost članova Katedre za fizičku elektroniku, a posebno medicinske fizike
30 Ukupno:63+1+ 1IBilo koji predmet sa bilo kog drugog smera/odseka5.5
63+1+ 1 IOsnovi telekomunikacija5.5
Bira se jedan od dva izborna predmeta:
63 +2+ 0OOsnovi biofizike5.4
63+1+1 OPrincipi biomedicinskog inženjerstva5.3
63+0+2OFizičko-tehnička merenja5.2
63+2+0OStatistička fizika5.1
kreditičasovistatuspredmet5. SEMESTAR
30 15+10+0Ukupno:6IZavršni rad6.3-5
63+2+0IBilo koji predmet sa bilo kog drugog smera/odseka6.3-5
63+2+0IEkonomija i menadžment6.3-5
63+2+0IEkološki/obnovljivi izvori energije6.3-5
63+1+1ISistemi odlučivanja u medicini6.3-5
63+0+2ISenzori i pretvarači6.3-5
Bira se tri od šest izbornih predmeta iz sledeće grupe:
63+2+0OMetode formiranja medicinske slike6.2
63+2+0OAkvizicija elektrofizioloških signala6.1
6. SEMESTAR
2
3015+10+0Ukupno:
63+2+0IBilo koji predmet sa bilo kog drugogsmera/odseka
63+2+0IMetode analize elektrofizioloških signala
63+1+1 IBiomehanika
63+1+1 IBiomaterijali
Bira se dva od četiri izborna predmeta iz sledeće grupe:
63+1+1 OSistemi za digitalnu obradu slike
63+1,5+0,5 ONuklearna medicinska tehnika
63+2+0 ONuklearna fizika
7. SEMESTAR
30 15+10+0Ukupno:63+2+0IPredmet sa drugog smera/odseka
63+2+0INuklearna tehnika
63+1+1IZaštita od buke i vibracija
63+2+0IKvantna informatika
63+2+0IKliničko inženjerstvo
Bira se jedan od pet izbornih predmeta iz sledeće grupe:
12ODiplomski rad
63+2+0 OTelemedicina
63+1+1 ODozimetrija i zaštita od zračenja
8. SEMESTAR
Biomedicinsko inženjerstvo i tehnologije
Odsek za signale i sisteme
Usmerenje za biomedicinsko inženjerstvo i tehnologijehttp://automatika.etf.bg.ac.yu/index.php?lang=sr
Koordinator: Prof. Dejan Popović
Ovo usmerenje je vezano za aktivnosti članova Katedre za signale i sisteme u domenu elektrofizioloških signala i medicinske slike, sa naglaskom na neuralnom inženjerstvu i tehnologijama namenjenim osobama sa specijalnim potrebama.
Posebna pažnja se posvećuje praktičnom radu (laboratorija, projekti).
3
3024-26Ukupno
32+0+0IStrani jezik
63+1+1IMetode formrianja medicinske slike
63+1+1IEkspertski sistemi i metode odlučivanja
63+1+1IAkvizicija elektrofizioloških signala
Preporučujue se sledeći izbroni predmeti
63+1+1ОUpravljanje u realnom vremenu
63+2+1ОSistemi automatskog upravljanja 2
6. Semestar
3025-26Ukupno
63+2+0IOsnovi biofizike
63+1+1ISignali i sistemi u organizmu
Preporučuju se sledeći predmeti
63+1+1ODigitalna obrada signala
63+2+0OStohastički signali i estimacija
63+2+1OSistemi automatskog upravljanja 1KreditiČasovi (P +V + L)StatusPredmeti
5. Semester
3014-15Ukupno
12ODiplomski rad
62+2+1IProgramiranje u realnom vremenu
63+1+1IKliničko inženjerstvo
63+1+1IVeštačka inteligencija
Preporučuju se predmeti
8. Semestar
3024-25Ukupno
63+1+1IBiomaterijali
63+2+0IMetode analize medicinske slike
63+1+1IDigitalna obrada slike
63+1+1INeuralne mreže
63+2+0IMetode analize elektrofizioloških signala
Preporučuje se sledećih 5 predmeta
KreditiČasovi (P +V + L)StatusPredmeti
7. Semestar
4
SISTEMI I SIGALI U ORGANIZMU 2010/2011Nastavnici:
Dejan Popović ([email protected]), Mirjana Popović ([email protected]), kabinet 71
Saradnik u nastavi:
Milica Janković ([email protected]), kabinet 68
Predispitne obaveze: Vežbe u klinikama (obavezne, ne ocenjuju se) i 2 kolokvijuma u toku godine (maksimum 60 poena)
Ispitne obaveze: Pismeni/usmeni ispit na kraju semestra(maksimum 40 poena). Studenti koji iz objektivnih razloga nisupolagali kolokvijum(e) mogu da ih polažu u januarskom ispitnomroku (ili iduće školske godine).
Literatura: udžbenik i prezentacije predavanja na web-u
Srčani signali dobijeni primenom ultrazvuka
Aktivnost ćelija korteksa dobijena primenom funkcionalne magnetske
rezonance (fMRI)
SISTEMI I SIGNALI U ORGANIZMU
5
SISTEMI I SIGNALI U ORGANIZMU
Zapis električne aktivnosti srca (EKG)
Zapis električne aktivnosti korteksa (EEG)
Tehnička asistencija u nekoliko važnih domena medicine:
• Dijagnostika promena u odnosu na “normalno”
• Prevencija bolesti
• Lečenje bolesti
• Zamena organa
• Zamena sistema
• Bionički čovek ?
• Ćelija ?
SISTEMI I SIGNALI U ORGANIZMU
6
Mehanička asistencija cirkulaciji (primer)
Protok krvi: 5 ℓ / minut
Dnevno: ≈ 7000 ℓ ≈ 7000 kg
Srce podigne 7 tona dnevno približno 1 metar
7
DIJALIZA I VEŠTAČKI BUBREG
VEŠTAČKI EKSTREMITETI
8
Ruka koju gledate je konstruisana u fabrici “Teleoptik” u Zemunu na osnovu istraživačkog rada profesora našeg ETF-a (Akademik Rajko Tomović i Prof. Miodraga Rakić).
BEOGRADSKA ŠAKA, 1963. godina.
Prva adaptivna multifunkcionalnaproteza sa mioelektričnimupravljanjem i senzornom povratnom spregom nastala po “receptima” NorbetaVinera, jednog od začetnika modernog računarstva i autora knjige “Kibernetika i društvo”.
1984, UTAH-MIT
Veštački vid za upravljanje prehenzijom pri hvatanju
9
UTAH-MIT RUKA
1984. Utah University, U.S.A.
Generator upravlja pokretima prsta (1 do 50 Hz)
Robot za procesiranje jaja upravljan semi-automatski
The Touch Bionics i-LIMB HandMioelektrična kontrola
10
The Kuiken Arm
http://www.wired.com/science/discoveries/news/2007/08/bionic_arm
Internacionalni tim pod rukovodstvom Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL, Stuart Harshbarger, P.I.) u Merilendu je razvio prototip prve integrisane proteze ruke kojom korisnik upravlja voljno. Signali koje stvar korisnik se snimaju na mišićima koji su reinerviraninervima koji u zdravom telu prenose informacije do mišića koji upravljaju šakom.
11
REDUKCIJA SPASTICITETA
RESTORACIJA VIZIJE
RESTORACIJA SLUHA (COCHLEAR IMPLANT)
PACEMAKER (SRCE)
RESTITUCIJA SENZORNIH FUNKCIJA
RESTITUCIJA STAJANJA I HODANJA
RESTITUCIJA MANIPULACIJE I HVATANJA
RESTITUCIJA DISANJA
KONTROLA EPILEPSIJE
REDUKCIJA HRKANJA I SLEEP APNEA
REGENERACIJA NERAVA
KONTROLA BEŠIKE
RESTITUCIJA URINARNIH FUNKCIJA
ELEKTRO-EJAKULACIJA
WOUND HEALING
SUPRESIJA BOLA
VEŽBANJE MIŠIĆA
LEČENJE RANA NA KOŽI
KOREKCIJA SKOLIOZE I KIFOZE
KONTROLA JEZIKA POSLE REKONSTRUKTIVNE HIRURGIJE
KONTROLA TREMORA
NEURALNE PROTEZE
12
Napajanje
Oscilator
Izlaznistepen
Provodnici
Elektrode
PACEMAKER Davač ritma srcu
Restoracija funkcija mokraćnog mehura:kontrola pražnjenja/inkontinencije
FineTech-Brindley stimulator (VOCARE)
13
Neuralne proteze za hvatanjeNeuralne proteze za hvatanje
Actigrip®, Neurodan, DKPopović et al., 2001-2004
Sistem uključuje spoljnu jedinicu sa 1 AA baterijom, antenu koja se postavlja na kožu “iznad” implantiranog stimulatora, i prekidač ugrađen u uložak cipele koji bežično šalje signal za uključenje.
Jednokanalni implantibilni stimulator za korekciju padajućeg stopala. Ljubljana 1984.
14
Xerogram (iz Hart et al., 1998, © IEEE)
IMPLANTIBILNA NEURALNA PROTEZA ZA HVATANJEFREEHAND®, Neurocontrol, Cleveland, OH, U.S.A.
Selektivna stimulacija primenom multi-kontaktne elektrode
15
Merenje električne aktivnosti sa nerva koristeći “cuff” elektrodu i implantirani (ugrađen u telo) pretvarač koji “šalje” informaciju o aktivnosti nerva.
Aalborg Univerzitet, SMI, Danska, 2000
Freehand system® proširen cuff elektrodom na digitalnom nervu. Signal sa ove elektrode je korelisan sa klizanjem objekta u odnosu na kažiprst, pa se koristi za kontrolu intentiteta stimulacije.Od: Morten Haugland, SMI, Aalborg Univerzitet i Neurodan A/S, Aalborg, DK
16
KOHLEARNA PROTEZA
Restoracija zvuka u osoba kod kojih je očuvan auditorninerv.
Biološki mehanizam
17
Kohlearnaproteza
NEURALNE PROTEZE ZA VID
18
Iz W.H. Dobelle “Artificial Vision for the Blind by Connecting a Television Camera to the Visual Cortex”. (2000) American Society of Artificial Internal Organs. Lippincott Williams & Wilkins, Baltimore, MD.
Osoba koja ne vidi sa kamerom u desnoj polovini rama naočara i laserskim pokazivačem na levoj polovini rama naočara.
Mapa fosfina u vidnom polju. Polje elektroda na desnoj polovini ocipitalne regije korteksa stvara sliku od 20 x 8 cm u levoj polovini divnog polja na rastojanju od dužine ruke. Fosfini stvoreni elektrodama #22 and #58 se pojavljuju levo od vertikalnog meridijana, a najviši fosfini su proizvod elektrode #1.
Raspored elektroda gledajući kroz elektrodu. Strelica povezuje elektrodu 19 na skici i na implantu (xerogram)
19
RETINALNE PROTEZE
Izmerena aktivnost kortikalnih ćelija primenom iglenih elektroda
20
73 ćelije snimljene sa 5 Michigan elektroda
21
Kortikalni signali upravljaju robotom. Od Andrew Schwartz
BMI upravljanje veštačkom rukom (robotom) Od: Miguel Nikolelis
22
Korelacija stvarne aktivnosti i položaja u prostoru predviđenog na osnovu kortikalnih signala (električne aktivnosti kore velikog mozga).
MODELIRANJE I SIMULACIJA
23
Modeliranje hodanja koristeći merene veličine i procenjene parametre sa biološkog objekta
24
Primena prikazanog modela i snimanje električnih signala u realnom vremenu (Popović et al., 1993, IEEE Trans Biomed Eng)
Osnovni fiziološki sistemi
25
Osnovni fiziološki sistemi
Osnovni fiziološki sistemi
26
Osnovni fiziološki sistemi
Osnovni fiziološki sistemi
27
Osnovni fiziološki sistemi