F7DIBS - Biosenzory

Cílem předmětu je seznámit studenty s aktuálními trendy využití biosenzorů pro invazivní i neinvazivní diagnostiku v medicíně.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

1.Mikrosystém, definice, hlavní vlastnosti a parametry senzorů: převodní charakteristika, chybové veličiny, rozlišení, citlivost, selektivita, atd.

2.Klasifikace senzorů dle nejčastěji měřené veličiny, senzorové detekční principy, senzorové materiály, a dalších.

3.BIO-vrstva, chemorezistory, chemokondenzátory, chemotranzistory, chemodiody

4.Optické chemické senzory, gravitační chemické senzory, a další.

5.Imunitní biosenzory, biosenzory s vláknovou optikou, termometrické a piezoelektrické biosenzory

6.MEMS v biomedicíně, Lab-on-chip, on body senzory, Body Area Network (BAN)

7.Optoelektronické senzory pro neinvazivní snímání biosignálů

8.Radarové senzory pro bezkontaktní měření vitálních signálů

9.Konvenční a metamateriálové mikrovlnné senzory v biomedicíně, invazivní systémy měření koncentrace glukózy v krvi

10.Závislost elektrických parametrů krve na koncentraci glukózy, neinvazivní měření glukózy v krvi, přehled aktuálního stavu, komerčně dostupné systémy.

Osnova cvičení:

1.Testování metamateriálových senzorů glukózy - měření elektrických polí a SAR ve fantomu biologické tkáně (nově zakoupený přístroj z prostředků projektu Modernizace laboratoří pro biomedicínské inženýrství), měření koncentrace glukózy v krvi pomocí mikrovlnných metamateriálových senzorů.

2.Invazivní měření teploty během termoterapie optovláknovým teploměrem (nově zakoupený přístroj z prostředků projektu Modernizace laboratoří pro biomedicínské inženýrství).

Cílem předmětu je seznámit studenty s aktuálními trendy využití biosenzorů pro invazivní i neinvazivní diagnostiku v medicíně.

Povinná:

[1] Miroslav Husák, „Mikrosenzory a mikroaktuátory“, Academia, 2008.

Doporučená:

[1] Jan Vrba, „Perspektivní lékařské diagnostické metody založené na mikrovlnném měření dielektrických vlastností biologických tkání,“ habilitační práce, ČVUT v Praze, 2016.

[2] Jan Platzer, „Mikrovlnný senzor pro stanovení koncentrace glukózy v krvi,“ Diplomová práce, ČVUT v Praze, školitel doc. Dr.-Ing. Jan Vrba, M.Sc., 2017.

Modul A a D