Závěrečná zpráva rozvojového projektu Elektronická podpora výuky na ÚBMI MŠMT č. 645 Odpovědný řešitel: Prof. Ing. Jiří Holčík, CSc. ČVUT v Praze - FBMI Kladno, leden 2006
Vyhodnocení splněných cílů a kontrolovatelných výstupů: Souhrn cílů a kontrolovatelných výstupů: Vytvoření elektronických studijních materiálů pro dva z předmětů BSP Biomedicínská a klinická technika ve dvou základních, případně jedné doplňkové formě: o PowerPointová prezentace podporující přednášky (splněno); o klasická studijní textová forma, jejíž součástí bude v každé kapitole seznam možných problémů k řešení, podporující samostatnou práci studentů (splněno); o doplňkově hypertextová varianta tam, kde to umožní situace a stav přípravy studijních materiálů a možné návaznosti (splněno částečně s ohledem k objektivním omezením vyplývajícím z neexistence studijních materiálů souvisejících předmětů, které nebyly součástí projektu). Zdůvodnění: Z možností uvažovaných jako náplň projektu byly vzhledem k návaznostem ve studiu a potřebám studijních materiálů vybrány dva předměty (se kterými pro jednoleté trvání projektu počítal jeho návrh): o Internet a zdravotnická informatika (IZI) (vyučující ing. Zoltán Szabó, PhD.) a o Biologické a lékařské signály (BLS) (vyučující prof. ing. Jiří Holčík, CSc.) Studijní materiály byly připraveny ve dvou základních formách jednak jako PowerPointová prezentace podporující přednášky, jednak jako klasická textová forma ve formátu textového editoru Word, resp. pdf. Pro alternativní hypertextovou variantu jsou podklady připravené tak, že umožňují vytvoření plnohodnotného textu za předpokladu doplnění informacemi z navazujících předmětů. V případě předmětu Internet a zdravotnická technika to představuje zejména spojení s informacemi z předmětů Databázové systémy, Základy programování, v případě předmětu Biologické a lékařské signály především vazba na předmět Úvod do systémů a signálů. PowerPointové přednáškové podklady byly umístěny na webových stránkách přístupných studentům FBMI přednášky předmětu IZI na webové stránce http://www.fbmi.cvut.cz/predmety/bizi a přednášky podporující přednášky předmětu BLS na stránce http://www.fbmi.cvut.cz /predmety/bbls/. Klasické textové formy v obou předmětech v rozsahu cca 20 AA byly připraveny ve formě podporující distanční formu studia (vzhledem k okolnostem přípravy odborníků dle požadavků zákona č.96/2005 a vzhledem ke skutečnosti, kdy se velká část studentů FBMI udržuje ve studiu finančními prostředky, které si vlastními silami vydělávají). V případě předmětu BLS to znamenalo redukci celkového rozsahu textů (pouze na přednášky), která byla možná díky skutečnosti, že podrobná dokumentace k jednotlivým laboratorním úlohám byla zveřejněna na webové stránce předmětu (viz výše). Vzhledem k zásadám tvorby studijních materiálů pro distanční formu studia a vzhledem k zákonitostem aktivit studentů během akademického roku, byly vytvořené texty v omezeném počtu poskytnuty doktorandům a studentům k posouzení srozumitelnosti textu a výkladu před zkušebním obdobím. Předpokládaný termín vyjádření studentů je konec zkušebního období na ČVUT (24. února 2006). Po tomto termínu s vhodným časovým intervalem pro případné opravy textu, budou učební texty zveřejněny na webových stránkách obou předmětů, resp. se tak bude dít průběžně během zkušebního období.
Kromě těchto textových podkladů byly pořizovány videosekvence z průběhu laboratorních cvičení předmětu Biologické a lékařské signály, které mohou být v následujícím období po úpravě používány jako instruktážní videa pro laboratorní cvičení. Osnova kapitol studijních textů: Internet a zdravotnická informatika 1. Internet a zdravotnická informatika - historie; ukládání, přenos, ochrana dat; technické prostředky počítače a počítačové sítě; lékařská informace - vlastnosti, zpracování a využití lékařských dat; lékařská data - typy a tvorba škál; databáze - entity, relace, klíč; relační databáze; hierarchická databáze; síťová databáze; databázové operace; 2. Interpretace lékařské informace; postupy při diagnostické úvaze; deduktivní usuzování - kategorický sylogismus, hypoteticko-kategorický sylogismus, rozlučovací sylogismus, zkrácené úsudky, důkaz; pravděpodobnostní usuzování - induktivní usuzování, reduktivní usuzování, úsudek z analogie, příčinná souvislost, hypotéza; hodnocení vyšetření - incidence, prevalence, průměrné trvání; hodnocení vyšetření - senzitivita, specifita, efektivita. 3. Rozhodovací procesy - deterministické rozhodování, rozhodování v podmínkách nejistoty, Bayesova metoda (apriorní pravděpodobnost); grafická reprezentace rozhodovacího děje - rozhodovací strom; 4. Znalostní systémy - databázové systémy, algoritmické systémy, systémy rozpoznávání, expertní systémy (predikátová logika, produkční pravidla, sémantické sítě, rámce); data - kategorická, numerická, diskrétní, spojitá; grafická reprezentace numerických dat. 5. Biokybernetika - dynamické systémy (rozdělení statické a dynamické charakteristiky systémů, vazby mezi systémy), simulace a modelování (metodika, postup konstrukce modelu, kompartmentové modely), zpracování biosignálu (počítačové zpracování EKG a VKG, digitální zpracování, A/D převod, filtrace, komprese dat), zpracování obrazu (základní pojmy, úprava jasu a kontrastu, potlačení šumu, geometrické transformace, segmentace, komprese JPEG). 6. Klinické aplikace; zpracování výstupů z informačních systémů - komentované nálezy, klinické výpočty; expertní klinická diagnostika; počítačová podpora - historický vývoj, typy počítačových sítí, síťové architektury, hardware a software sítí; Internet - úvod, služby internetu, www, vyhledávací služby, praktické aspekty využití, perspektivy internetu v medicíně. 7. Lékařská dokumentace - formy a funkce zdravotnických dokumentů. datový standard MZ ČR; úvod do medicínských informačních systémů; hierarchie a funkce informačních systémů; klinické a ambulantní, nemocniční, národní a regionální informační systémy; multimediální medicínská data, pacientský záznam, akvizice a zpracování na různých úrovních informačního systému. Biologické a lékařské signály 1. Úvod, definice základních pojmů, typy medicínských signálů a jejich vlastnosti, obecné schéma zpracování biosignálů. 2. Signály kardiovaskulárního systému, elektrické, magnetické, mechanické, zvukové. Principy vzniku a jejich vlastnosti. 3. Elektrokardiogram, definice, geneze vzniku, svodové systémy, vlastnosti v časové oblasti, vlastnosti ve frekvenční oblasti, oblasti použití.
4. Rušení signálu EKG, vlastnosti v časové a frekvenční oblasti. Požadavky na systémy zpracování EKG. 5. Filtrace síťového brumu 6. Filtrace driftu izolinie a myopotenciálů. 7. Redukce dat algoritmy vratné a nevratné redukce dat 8. Detekce významných vln v signálu detekce komplexu QRS 9. Variabilita srdečního rytmu, metody popisu, stacionarita, model variability srdečního rytmu, experimenty 10. Fetální elektrokardiogram, fonokardiogram. 11. Elektroencefalogram. Definice. Svodový systém. Vlastnosti signálu ve frekvenční a časové doméně. Rušení 12. Elektroencefalogram. Spektrální analýza. Neparametrické a parametrické metody výpočtu výkonové spektrální hustoty. 13. Elektroencefalogram. Analýza v časové oblasti. Přehled o čerpání dotace Pohyblivé složky mzdy 2x43 tis. Kč (částka přibližně odpovídající autorskému honoráři autorům skript ČVUT).... 86 tis. Kč Odvody na sociální a zdrav. pojištění (vyplývá z výše odměny) 30 tis. Kč Drobný majetek (videokamera SONY s brašnou pro pořizování výukových videosekvencí z laboratorní výuky, resp. zdravotnického provozu) 41 tis. Kč Materiální náklady (kancelářský materiál)... 2 tis. Kč Cestovní náhrady (konzultace na VUT v Brně) 6 tis. Kč Celkem.. 165 tis. Kč V Kladně dne 15.1.2006. prof. Ing. Jiří Holčík, CSc. řešitel projektu. prof. Ing. Miroslava Vrbová, CSc. děkanka FBMI ČVUT
Přehled čerpání finanční dotace (v tis. Kč) souhrnná tabulka (Určeno pro projekty, které vyžadovaly formulář č.10) Kapitálové finanční prostředky Celkem Celkové náklady na řešení projektu dotace ze st. rozpočtu (ukazatel I) Dlouhodobý nehmotný majetek (SW, licence) Samostatné věci movité (stroje, zařízení) Běžné finanční prostředky Celkové náklady na řešení projektu dotace ze st. rozpočtu (ukazatel I) Celkem 165 165 Mzdy Pohyblivé složky mzdy 86 86 Odměny dle dohod o pracích konaných mimo pracovní poměr Odvody na sociální a zdravotní pojištění 30 30 Drobný majetek 41 41 Materiální náklady 2 2 Služby a náklady nevýrobní povahy Cestovní náhrady 6 6 Stipendia Celkem (běžné a kapitálové) finanční prostředky ze státního rozpočtu (ukazatel I) na řešení projektu 165