Branch detail

The doctoral study provides the graduates of MSc study in the area of biomedical electronics and biocybernetics with a higher degree of education, deepening their theoretical background.
The study is aimed at deepening of theoretical knowledge of students in advanced mathematics, physics and in disciplins forming the theoretical basis of the chosen field. Also, necessary experience in experimental work and in processing of the obtained results should be provided, including exploitation of advanced methods of applied informatics.
The final goal is that the students will master methods of scientific research.

1. Study of electrical activity of muscles and motion analysis for therapeutic approaches

   Cílem projektu je studium elektrické aktivity svalů během pohybu. Získané poznatky o vztahu elektrické aktivity svalů a pohybu budou využity pro návrh terapeutických přístupů využívajících zpětnou biologickou vazbu. V projektu bude využito snímání EMG klinickými přístroji a sledování pohybu pomocí soustavy kamer během pohybové terapie na rehabilitačních přístrojích. Studie budou prováděny ve spolupráci s lékařskou fakultou.

   Supervisor:	-
   Tutor:	Kolářová Jana, doc. Ing., Ph.D.

2. Study of heart electrophysiology in experimental cardiology

   Cílem projektu je studium elektrofyziologických projevů srdce a analýza elektrických biologických signálů zaznamenaných z izolovaného zvířecího srdce v experimentálním prostředí. Projekt bude zaměřen zejména na analýzu RR a QT intervalů detekovaných z elektrogramů a analýzu simultánně zaznamenaných akčních potenciálů v průběhu globální ischemie. V projektu se předpokládá spolupráce s lékařskou fakultou Masarykovy univerzity.

   Supervisor:	-
   Tutor:	Kolářová Jana, doc. Ing., Ph.D.

3. Analysis of multimodal 3D image data for paediatric purposes

   Projekt se týká zpracování a analýzy 3D obrazových multimodálních medicínských dat, včetně jejich časových řad, se zaměřením na zlepšení podkladů pro medicínskou diagnostiku zejména dětských pacientů, ve spolupráci s Klinikou dětské radiologie FN Brno (Doc. MUDr. Jarmila Skotáková, CSc). Jde přitom o využití specifických vlastností jednotlivých zobrazovacích modalit (CT, MRI, PET, případně i UZV) pro analýzu zobrazovaných tkání a získání medicínsky relevantní přidané informace automatickou fúzí těchto dat. Vedle využití pokročilé metodologie analýzy dat je důležitým sledovaným faktorem také minimalizace zátěže dětských pacientů, jak radiací, tak psychicky. U uchazeče se předpokládá motivace pro náročnou výzkumnou práci v interdisciplinárním oboru a solidní schopnosti algoritmizace a implementace programů. Projekt je součástí dlouhodobé spolupráce ústavu s firmou Philips Nederland, která dosud finančně podporuje na podobných projektech tři doktorandy ÚBMI; lze předpokládat, že i tato práce bude podobně podporována.

   Supervisor:	-
   Tutor:	Jan Jiří, prof. Ing., CSc.

4. Model study of nonlinear effect in ultrasound diagnostics

   Cílem disertační práce bude teoretická analýza a modelová studie nelineárních jevů generovaných v ultrazvukových polích aplikovaných v diagnostice. Práce bude zaměřena na popis a modelové ověření nelineárních jevů v ultrazvukových polích zvláště při aplikaci kontrastních látek. Pozornost bude věnována i studiu frekvenční závislosti útlumu aplikovaného ultrazvuku, přenosu energie ve spektru ultrazvukových signálů a také možné aplikaci teorie deterministického chaosu při popisu studovaných jevů. K experimentálnímu ověření dosažených výsledků poslouží ultrazvukový měřicí systém v laboratoři ústavu.

   Supervisor:	-
   Tutor:	Rozman Jiří, doc. Ing., CSc.

5. Model study of microwave hyperthermia

   Cílem disertační práce bude teoretická analýza a modelová studie hypertermického ohřevu v oblasti mikrovln při léčení zhoubných nádorů. Práce má pomocí modelu ve zvoleném programovém prostředí ověřit působení výkonných vysokofrekvenčních elektromagnetických polí na různé typy biologických tkání včetně tkání nádorových. Pro experimentální ověření dílčích dosažených výsledků bude využíváno zařízení některé specializované laboratoře. Zásadní bude spolupráce s odpovídajícím klinickým pracovištěm. Dosažené výsledky mají přispět k optimalizaci hypertermického výkonu v klinice a prokázat jeho účinnost při likvidaci nádorového bujení.

   Supervisor:	-
   Tutor:	Rozman Jiří, doc. Ing., CSc.

6. Measurement of Transmembrane Cell Potentials with the Use of Fluorescent Dyes

   Téma zahrnuje problematiku výzkumu nových organických indikátorů změn membránových potenciálů srdečních a jiných buněk. Indikátory budou založeny na principu fluorescence s využitím dalších jevů, např. "fluorescence resonant energy transfer" (FRET). Cílem bude navržení takových indikátorů, které umožní mikroskopické snímání změn membránových potenciálů v reálném čase s dostatečným odstupem signálu od šumu a s možností současného měření na více vlnových délkách pro ratiometrické studie. Nové indikátory umožní snímání unikátních dat s využitím rychlých fluorescenčních digitálních kamer.

   Supervisor:	-
   Tutor:	Provazník Ivo, prof. Ing., Ph.D.