Tematické okruhy státních zkoušek magisterského studijního programu Biomedicinské inženýrství a informatika

Povinné předměty programu

1. Zásady statistického zpracování dat a testování hypotéz, ROC křivka. (A6M33SSL)
2. Korelační analýza, faktorová analýza, shluková analýza. (A6M33SSL)
3. Spolehlivost složitých systémů a její výpočet. (A6M33SSL)
4. Vanová křivka, systémy s opravami, zálohování technických systémů. (A6M33SSL)
5. Korelační, spektrální a koherenční analýza. Spektrogram, vlnková transformace, převzorkování, banky filtrů. (A6M31ANS)
6. Popis a vlastnosti systémů v časové a frekvenční oblasti. Konvoluce, stabilita, kauzalita. Návrh číslicových filtrů, příklady filtrů, kumulační součty, přizpůsobená filtrace. (A6M31ANS)
7. Diskretizace s pojitých systémů/signálů, volba periody vzorkování, kvantování. Parametrické metody, adaptivní filtrace. (A6M31ANS)
8. Elektronický zdravotní záznam. Standardy a klasifikační systémy v medicíně. (A6M33LI)
9. Data, informace a znalosti v medicíně. Ochrana a zabezpečení dat a jejich přenosu. (A6M33LI)
10. Informační systémy, systémy pro podporu rozhodování, inteligentní monitorovací systémy. Mobilní aplikace. (A6M33LI)
11. Modelovací techniky používané v biomedicínském inženýrství (Matlab - Simulink, Modelica) a technologie modelování (typy modelů, modely spojitého a diskrétního času, modely lineární a nelineární se soustředěnými parametry). (A6M33MOS)
12. Formalizace a vytvoření modelu, jeho identifikace, verifikace a interpretace k danému biologickému systému. Rovnovážné stavy a jejich vyšetřování simulacemi. Modely rozpojených a zpětnovazebních systémů. Problémy optimalizace a homeostázy. (A6M33MOS)
13. Modely buněčných a fyziologických regulací, modely populací. Modely jednotlivých systémů i celých soustav definovaných v biomedicínském inženýrství. Aplikace modelů při tvorbě umělých orgánů. (A6M33MOS)
14. Základní algoritmy zpracování obrazů - geometrické a jasové transformace, filtrace. Detekce a klasifikace. (A6M33ZMO)
15. Algoritmy segmentace obrazů, jejich implementace a použití. (A6M33ZMO)
16. Algoritmy registrace obrazů, jejich implementace a použití. (A6M33ZMO)

Povinné předměty oboru Biomedicínské inženýrství

1. Biopotenciály, nativní a evokované biologické signály, rozdělení, geneze. (A6M31BSG)
2. Signály používané ve vnitřním lékařství, neurologii, oftalmologii a ve spánkové medicíně. Parametry signálů, jejich snímání a zpracování. (A6M31BSG)
3. Signály používané ve foniatrii a ORL. Charakteristiky hlasu a řeči, modely, zpracování. (A6M31BSG)
4. Snímání biologických potenciálů, elektrody pro snímání biopotenciálů, vlastnosti elektrod, půlčlánkový potenciál, náhradní elektrické zapojení elektrody, vstupní zesilovače pro měření biopotenciálů, požadavky na zesilovač, potlačení souhlasného signálů, přístrojový zesilovač. (A6M31LET)
5. Lékařská přístrojová technika, klasifikace lékařských přístrojů, základní statické a dynamické parametry, obecná vstupní impedance přístroje, blokové schéma diagnostického a terapeutického přístroje. (A6M31LET)
6. Přístroje pro diagnostiku kardiovaskulárního systému (elektrokardiograf, měření krevního tlaku, měření srdečního výdeje, pulsní oxymetrie) - princip činnosti, principiální uspořádání, základní požadavky a vlastnosti. (A6M31LET)
7. Další lékařské přístroje (elektroencefalograf, elektromyograf, měření tělesné teploty, přístroje pro intenzívní medicínu, lékařské monitory) - princip činnosti, principiální uspořádání, základní požadavky a vlastnosti. (A6M31LET)
8. Obecné principy a zásady návrhu a konstrukce lékařských přístrojů - technické normy a jejich požadavky pro návrh, konstrukci a provoz zdravotnických elektrických přístrojů. (A6M38KLS)
9. Zásady návrhu a konstrukce základních bloků lékařských přístrojů - referenční zdroje - měřicí zesilovače - měřicí převodníky. (A6M38KLS)
10. Elektromagnetická kompatibilita lékařských přístrojů. (A6M38KLS)
11. Elektrické a fyzikální vlastnosti senzorů a mikroaktuátorů (statické a dynamické). Základní fyzikální principy činnosti senzorů (piezoodporové, piezoelektrické, kapacitní, s indukčností, pn přechod, s Hallovým senzorem, magnetoodporové, feromagnetické apod.). (A6M34BMS)
12. Senzory a mikrosenzory pro měření základních fyzikálních, chemických a biochemických veličin. Základní principy činnosti, základní elektronické struktury (ISFET, MOS.), elektronická zapojení. (A6M34BMS)
13. Mikroaktuátory (mikromanipulátory), nanotechnologie, nanosystémy a nanosenzory v medicíně. (A6M34BMS)
14. Ultrazvukové zobrazování v lékařství. Generování, detekce, demodulace, tvorba obrazu, použití v lékařství. (A6M33ZSL)
15. Zobrazování pomocí magnetické rezonance v lékařství. Principy, prostorové kódování, rychlé snímání, použití v lékařství. (A6M33ZSL)
16. Zobrazovací metody využívající ionizující záření - rentgen, počítačová tomografie, SPECT a PET. Principy a použití v lékařství. (A6M33ZSL)
17. Elektromagnetické spektrum - popis, zdroje záření. Záření černého tělesa a radiometrie, fotometrie. Detektory ionizujícího záření, dozimetrie. (A6M02BFY)
18. Hemodynamika - měření hemodynamickým parametrů krevního řečiště (krevní tlak, tep, průtok krve a další), základní metody měření krevního tlaku, mimotělní oběh, náhrady cév a srdce, statika a dynamika ideálních tekutin, proudění reálných tekutin. Roztoky a tělní tekutiny, vlastnosti a jejich měření. Elektrochemie a principy elektrod. (A6M02BFY)
19. Akustika - Základní definice, šíření zvuku, měřidla akustického tlaku, otoakustické emise, audiometrie, typmanometrie, sluchadla, kostní vibrátory, kochleární neuroprotézy. (A6M02BFY)
20. Rehabilitační metody - elektroterapie, ultrazvuková terapie, magnetoterapie, fototerapie - Základní přehled biologických účinků EM pole a využití těchto účinků v medicíně principy, bloková schemata, indikace. (A6M02FPT)
21. Hemodialýza, peritoneální dialýza - blokové schéma, princip funkce, popis jednotlivých bloků, indikace, kapilární hemodialyzátor. (A6M02FPT)
22. Protetika - bloková schémata, požadavky kladené na protetické náhrady motory používané u protetických náhrad horních končetin, zpětná vazba. (A6M02FPT)
23. Systém zdravotní péče, nemocnice, modely financování, právní vztahy. (A6M33OZL)
24. Legislativní aspekty vývoje, výroby a distribuce zdravotnických prostředků. (A6M33OZL)
25. Zdravotnická dokumentace, ochrana dat pacienta, informovaný souhlas pacienta. (A6M33OZL)

Povinné předměty oboru Biomedicínská informatika

1. Lexikální analyzátor, jeho programová realizace. Syntaktický strom, syntaktický analyzátor shora dolů, LL(1) gramatiky a jejich vlastnosti. (A4M33PAL)
2. Algoritmy vyhledávaní v textu s lineární a sublineární složitostí, (KMP, BM, Karp-Rabin), využití konečných automatů pro hledání v textu. (A4M33PAL)
3. Základní grafové algoritmy: minimální kostra, nalezení silně souvislých komponent, párování v bipartitních grafech, isomorfismus grafů. (A401TAL)
4. Algoritmus, správnost algoritmu, složitost algoritmu, složitost úlohy, třída P, třída NP. (A401TAL)
5. NP-úplné a NP-těžké úlohy, Cookeova věta, heuristiky na řešení NP-těžkých úloh, pravděpodobnostní algoritmy. (A401TAL)
6. Shluková analýza, k-means, hierarchické shlukování. Asociační pravidla a algoritmy pro jejich vyhledávání, časté podgrafy. Analýza hlavních a nezávislých komponent. (A433SAD)
7. Výpočetní teorie učení, konceptový prostor, PAC učení. Učení klasifikační pravidel, gramatik a učení z textů. (A433SAD)
8. Induktivní logické programování, učení z logických interpretací, relační rysy a relační rozhodovací stromy, statistické relační učení: pravděpodobnostní relační modely, markovská logika. (A433SAD)
9. Modelování, porovnávání, zarovnávání a skládání biologických sekvencí. (A6M33BIN)
10. Modelování funkcí, interakcí a struktury proteinů. (A6M33BIN)
11. Analýza dat širokopásmových měření, vyhledávání významných jednotek (genů a jejich skupin, polymorfismů, buněčných procesů). (A6M33BIN)
12. Záznam extracelulární a intracelulární neuronové aktivity, detekce a třídění akčních potenciálů, statistické parametry pálení neuronu, generování umělého akčního potenciálu, vizualizace aktivity neuronů. (A6M33NIN)
13. Modely neuronů: Integrate and Fire model, Poissonovy a bodové procesy, informační přenos v mozku, frekvenční a časové kódování. (A6M33NIN)
14. Učící procesy v neuronech, krátkodobé a dlouhodobé učení, učení ve stochastických modelech neuronů, Učení založené na frekvenčních a temporálních charakteristikách. (A6M33NIN)
15. Rozhraní člověk stroj, alternativní způsoby ovládání počítače a otázka vstupu textu. Bezbariérový přístup k webu a programovým produktům - pravidla tvorby přístupného SW. (A6M33AST)
16. Komplexní integrované systémy pro podporu uživatelů s různými omezeními. Přístup k zajištění mobility a ovládání prostředí pro uživatele s omezením hybnosti: výhody i rizika. Technologická podpora v případě kognitivních poruch. (A6M33AST)
17. Počítačem řízené dohledové systémy, jejich struktura, ovládání a bezpečný provoz. (A6M33AST)