Detail oboru

Biomedicínské technologie a bioinformatika

FEKTZkratka: PP-BTBAk. rok: 2015/2016

Program: Biomedicínské technologie a bioinformatika

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 20.12.2012Akreditace do: 31.12.2020

Profil

Cílem studia je především prohloubit teoretické znalosti z oblastí zaměřených na bioinformatiku, biomedicínské inženýrství, matematickou a systémovou biologii, genomiku a proteomiku a příbuzných oborů. Dále je pak kladen důraz na získání zkušenosti z oblastí základního i aplikovaného výzkumu v těchto oborech. Studium je koncipováno jako výhradně mezioborové, z čehož vyplývá i další cíl a to, posílení schopnosti komunikace a vědecké spolupráce mezi absolventem oboru a vědeckými odborníky z oblasti biologických a lékařských věd. Studium umožní získat zkušenosti v experimentální práci včetně zpracování a analýzy výsledků za využití metod z oblasti vyšší aplikované matematiky a statistiky.

Klíčové výsledky učení

Absolvent doktorského studia tohoto oboru bude zralou a výraznou vědeckou osobností s velkým odborným a vědeckým rozhledem v oblastech bioinformatiky, biomedicínských technologií, matematické a systémové biologie a genomiky a proteomiky. Absolventi také získají znalosti a zkušenosti zasahující do ryze technických oblastí, jako jsou především pokročilé metody zpracování vícerozměrných dat či oblast informatiky. Na druhé straně se v rámci studia také seznámí s oblastmi experimentální fyziologie, molekulární biologie a genetiky. Také je kladen důraz na získání zkušeností v základním a experimentálním výzkumu a na schopnost extrakce fundamentálních poznatků z daných oblastí.

Profesní profil absolventů s příklady

Absolvent doktorského studia tohoto oboru by měl být zralou vědeckou osobností s velkým rozhledem v oblastech bioinformatiky, matematické a systémové biologie, genomiky a proteomiky, ale také v oblasti technických věd. Je připraven řešit náročné výzkumné a vývojové problémy. V praxi je absolvent tohoto doktorského studia schopen samostatné tvůrčí činnosti a samostatně vést výzkum a vývoj ve zmíněných oblastech vědy. Dále je schopen vést výzkumné týmy a zajišťovat mezioborovou komunikaci a spolupráci. Najde uplatnění na výzkumných institucích a ve firmách, kde je ve velké míře požadován inovativní přístup k řešení problémů – od návrhu řešení po realizaci.

Vstupní požadavky

Podmínkou přijetí je dosažení VŠ titulu na magisterské úrovni.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Analýza chůze v oblasti rehabilitace

    Analýza chůze má v rehabilitaci své nezastupitelné místo. V klinické praxi se uplatňuje subjektivní hodnocení chůze s cílem diagnostikovat závažnost onemocnění nebo poranění. Tato práce bude zaměřena na výběr vhodných parametrů a analýzu dat z tlakových podložek popř. dalších doplňujících snímačů, která bude provedena za účelem hodnocení účinnosti vybraného rehabilitačního postupu. Studie budou prováděny ve spolupráci s fakultní nemocnicí u sv. Anny. Získané poznatky budou aplikovány na hodnocení rehabilitačních postupů osob s pohybovým handicapem. Téma je součástí finančně podporovaného projektu "Mezinárodní centrum klinického výzkumu FNUSA-ICRC" č. CZ.1.05/1.1.00/02.0123.

    Školitel: Kolářová Jana, doc. Ing., Ph.D.

  2. Analýza obrazů z multimodálního holografického mikroskopu pro studium chování nádorových buněk

    Téma bude zaměřeno na studium entózy (tzv. buněčného kanibalismu) a jeho souvislosti s tvorbou polyploidních buněk a rezistence nádorových buněk vůči léčbě. Tento proces bude studován především pomocí multimodálního holografického mikroskopu, který umožňuje zobrazovat jak morfologii buněk, tak i jejich chování a probíhající procesy ve fluorescenčním módu. Hlavním náplní bude analýza obrazů z dlouhodobých experimentů, která bude zahrnovat oblast detekce buněk, jejich sledování (tracking), hodnocení jejich parametrů a klasifikaci. Práce bude řešena ve spolupráci s Fyziologickým ústavem LF MU.

    Školitel: Kolář Radim, doc. Ing., Ph.D.

  3. Kategorizace typů QRS komplexů ve vysokofrekvenčním signálu EKG

    Náplní projektu je analýza signálů z vysokofrekvenčního elektrokardiografu (EKG) se zaměřením na detekci morfologicky souvisejících QRS komplexů a identifikace těchto komplexů z pohledu patologických tepů. Téma zahrnuje vývoj metod kategorizace QRS komplexů signálů vysokofrekvenčního vícesvodového EKG. Kategorizace bude založena na odlišnosti tvaru QRS přes všechny svody. Bude využívat jak nízkofrekvenční oblast EKG tak i vysokofrekvenční vlastnosti EKG, čímž se bude výrazně odlišovat od současných postupů. Pro zpracování budou použita data měřená s vysokou vzorkovací frekvencí a velkou dynamikou. 12ti svodové EKG záznamy budou měřeny v klidu ve vodorovné poloze na lůžku a budou zahrnovat jak zdravé dobrovolníky tak pacienty se srdeční ischemií, po transplantaci srdce a s resynchronizační terapií. Celkem přes 700 subjektů. Cílem projektu bude navržení a realizace metod pro identifikaci různých typů patologických změn srdečního převodního systému a lokálních strukturálních změn myokardu. Výsledky vyhodnocení budou dány do souvislostí s dalšími patologickými nálezy a markery a bude diskutován jejich diagnostický potenciál. Doktorand se bude aktivně podílet i na realizaci jednotlivých měření.

    Školitel: Kolářová Jana, doc. Ing., Ph.D.

  4. Metody mikroskopické jednobuněčné analýzy pro popis distribuce interbuněčné heterogenity

    Disertační práce se zabývá výzkumem metod jednobuněčné analýzy pro studium distribuce interbuněčné heterogenity v buněčných kulturách. Metody budou založeny na fluorescenční (konfokální) mikroskopii a budou studovány zejména exprese proteinů současnou vícenásobnou detekcí proteinů s využitím vhodných nástrojů číslicového zpracování mikroskopických obrazů. Výsledky disertace přispějí k poznání dosud málo prozkoumaných příčin variability exprese proteinů v jednotlivých lidských buňkách stejné tkáně. Od uchazeče se očekává jasný zájem o výzkumnou práci v daném oboru, schopnost zvládnout metody fluorescenční mikroskopie, programování ve vhodném prostředí a znalost základní metodologie zpracování a analýzy obrazových dat.

    Školitel: Provazník Valentine, prof. Ing., Ph.D.

  5. Metody souhrnné genomické charakterizace onkologických onemocnění

    Disertační práce se zabývá výzkumem metod pro souhrnnou genomickou charakterizaci onkologických onemocnění bioinformatickou analýzou multiplatformních dat. Jako zdroj dat bude využita rozsáhlá databáze projektu NIH The Cancer Genome Atlas obsahující anotované vzorky 11 tis. pacientů pokrývající 33 typů tumorů a celogenomové sekvence pro 1000 vzorků tumorů. Metody budou zahrnovat analýzu alternancí počtu genových kopií, strukturálních aberací, rekurentních delecí a dalších typů genových somatických mutací. Tyto genetické změny budou korelovány s dalšími parametry (zdravotní status pacienta, identifikace tkáně, lokalizace mutace, atd.). Výsledky disertace přispějí k poznání v oblasti integrované genomické analýzy a popisu geneze tumorů. Od uchazeče se očekává jasný zájem o výzkumnou práci v daném oboru, schopnost zvládnout bioinformatické metody, programování ve vhodném prostředí a znalost základní metodologie zpracování a analýzy genomických dat.

    Školitel: Provazník Valentine, prof. Ing., Ph.D.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DBT5Moderní metody ve výzkumu elektrofyziologiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ne
DBT4Moderní přístupy v analýze biomedicínských obrazůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ne
DBT3Pokročilé mikroskopické techniky v biologiics4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ano
1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DBT2Nové trendy v analýze a klasifikaci biomedicínských datcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ano
DBT1Pokročilá analýza rozsáhlých genomických datcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ne
2. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DBT5Moderní metody ve výzkumu elektrofyziologiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ne
DBT4Moderní přístupy v analýze biomedicínských obrazůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ne
DBT3Pokročilé mikroskopické techniky v biologiics4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ano
2. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DBT2Nové trendy v analýze a klasifikaci biomedicínských datcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ano
DBT1Pokročilá analýza rozsáhlých genomických datcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39 / S - 39ne