Informační a komunikační technologie v lékařství

Informační a komunikační technologie v lékařství (nově akreditovaný obor od AR 2016/2017)

Studijní plán (rozložení předmětů, prezenční forma studia) zde 

Přijímání přihlášek pro akademický rok 2018/2019 do oboru Informační a komunikační technologie v lékařství do 31. března 2018! Další informace pro zájemce o studium zde.

Cíle studia studijního oboru

  • prakticky orientovaná výuka,
  • možnost ověřovat si prostřednictvím prvoplánové projektově orientované výuky teoretické poznatky na reálných, úkolech pod individuálním vedením zkušených pracovníků napříč katedrami a pracovišti FBMI, pracovníků lékařských fakult i lidí z firemní praxe,
  • možnost nalézat a uplatňovat tvůrčí potenciál studentů v široké perspektivní oblasti informačních a komunikačních technologií, zaměřené, díky zázemí FBMI, na atraktivní oblast medicíny,
  • možnost uplatňovat a rozvíjet odborný profil studentů podle jejich zájmů a schopností,
  • možnost učit se z chyb a vyzkoušet si řadu odborných technik, postupů a návyků, které studenty dobře připraví na reálnou praxi v budoucím zaměstnání,
  • projektově orientovaná výuka s možností doplnění si dovedností s dobrou jazykovou průpravou.
 

Celkový komplexní profil budoucího absolventa

Absolvent prakticky zaměřeného bakalářského studijního oboru Informační a komunikační technologie v lékařství (ICTM) bude mít ucelený multidisciplinární základ v oblasti celého procesu vývoje HW a SW komponent s využitím nejmodernější součástkové základny analogové a číslicové elektroniky, standardních návrhových technik a postupů pro vývoj a nasazení SW, vše s vazbou na použití v medicíně a v biomedicínském inženýrství.
Absolvent bude moci ať už jako jednotlivec, člen týmu či samostatný podnikatel, vyvíjet SW na počítačích s operačními systémy Linux, Windows i Apple OS X, serverech i smartphonech a tabletech s operačními systémy Android, iOS a Windows Phone, včetně embedded RT aplikací, vyvíjet firmware na nejrozšířenějších rodinách jednočipových mikroprocesorů a analogové či číslicové systémy určené zejména do přístrojů lékařské elektroniky. Absolvent bude vyprofilován dle vlastního zájmu a schopností do oblasti, ve které se díky práci na projektech završených bakalářskou prací stal specialistou a zároveň prošel dalšími kurzy, které mu rozšířily obzor v oblastech, které jeho specializaci předchází, či na ni navazují. 
Díky přesahu do oblasti legislativy, práva, certifikace zdravotnické techniky, základu podnikání, marketingu, managementu, psychologie, komunikace, prezentace a anglického jazyka, bude schopen nalézt uplatnění u různých typů zaměstnavatelů na různých pozicích ve výzkumu, vývoji, v obchodě či servisu.
 

Vymezení výstupních znalostí a dovedností – všeobecných, odborných, speciálních a možnosti navazujícího magisterského studia

Nejlepší absolventi uvedeného oboru budou moci pokračovat v dalším studiu zejména v navazujícím dvouletém magisterském oboru v rámci FBMI ČVUT, ale i mimo ČVUT:

Konkrétní praktické znalosti absolventů ICTM v oblasti HW:
 
  • Rozumět vnitřní architektuře medicínských asistenčních a biotelemetrických systémů a být schopen je navrhovat i prakticky aplikovat na úrovni produktu.
  • Realizovat návrh řešení podle platných bezpečnostních a hygienických norem, včetně návrhu a prototypového osazení a oživení jednotlivých částí biotelemetrického systému a přípravy prototypu na testy ve státní zkušebně (elektromagnetická kompatibilita, bezpečnost).
  • Být schopen navrhnout a sestavit senzorovou část biotelemetrického systému od výběru vhodného senzoru fyzikální veličiny, návrhu převodníku fyzikální veličiny, včetně návrhu biozesilovačů a to jak za pomoci operačních zesilovačů a přístrojových zesilovačů, tak i specializovaných integrovaných zákaznických řešení (front-endů pro měření biosignálů) od renomovaných výrobců.
  • Navrhnout a sestavit embedded zařízení řízené mikroprocesorem, znát kritéria pro výběr vhodné architektury, aplikační platformy a mít přehled o dostupných moderních periferních zařízeních embedded systémů a jejich parametrech.
  • Navrhnout a sestavit přenosovou část biotelemetrického systému, podle potřebné kapacity komunikačního kanálu a dalších aplikačních požadavků zvolit přenosovou technologii (metalické spojení, optický spoj, bezdrátové radiokomunikační rozhraní, v průmyslově dostupném konkrétním provedení) a protokol i hardwarové řešení za pomoci vhodného komunikačního modulu.
  • Realizovat návrh tištěného spoje v CAD systému včetně kontroly a přípravy technologických podkladů pro zadání jejich výroby. Provést osazení, oživení a technické otestování funkčního vzorku systému za pomoci moderní měřicí techniky a diagnostických nástrojů.
  • Návrh a implementace firmware pro embedded zařízení, schopného v reálném čase řídit podle zadaných požadavků digitalizaci, paketizaci, serializaci a kódování přenášených signálů, včetně obousměrné komunikace biotelemetrického systému s vizualizačním/snímacím software.
  • Návrh a implementace hardware a firmware pro předzpracování signálů v embedded zařízeních, včetně výběru a návrhu vhodných forem číslicových filtrů a algoritmů extrakce vybraných diagnostických příznaků a dalších podpůrných algoritmů.
  • Navrhnout a odladit multiplatformní snímací a vizualizační zákaznický software pro podporu distančního monitorování v medicíně, včetně výběru a odladění algoritmů pro podporu rozhodování, založeného na aplikaci metod umělé inteligence.
 
Konkrétní praktické znalosti absolventů ICTM v oblasti SW - navrhnout a implementovat celý komunikační řetězec senzor-hub-server-EHR, tedy:
 
  • Znát Continua, HL7
  • Napsat aplikaci, která bude číst data ze zařízení pomocí bluetooth (threading, Continua)
  • Napsat jednoduchou aplikaci pro embedded platformu (Arduino)
  • Napsat jednoduchou app pro mobil-tablet a publikovat ji na market
  • Nainstalovat operační systém, web server, sql server
  • Napsat jednoduchou GUI app (Windows) pracující s lokální DB (SQL Compact)
  • Nainstalovat operační systém, web server, SQL server
  • Napsat jednoduchou webovou aplikaci (komunikující s DB)
  • Napsat jednoduchou webovou službu
  • Napsat službu (Windows Service) odesílající data na EHR (HealthVault, HL7)
  • Navrhnout DB včetně constrainů a indexů, znát SQL dotazy včetně JOINů
  • Namodelovat jednoduchou situaci pomocí UML
  • Umět nastavit produkční webové prostředí – publishing webu na web hosting či do cloudu
  • Nakonfigurovat síť (router, tiskárna, sdílení disku)

 

Kvalifikační připravenost a míra profesní adaptability na podmínky a požadavky praxe, charakteristika profesí a institucí, kde může uplatnit získané vzdělání

Absolventi ICTM najdou uplatnění zejména jako vývojoví pracovníci ve firmách zaměřených na využití informačních a komunikačních technologií (v medicíně a souvisejících oborech). Jejich doménou je především vývoj a konstrukce lékařských přístrojů střední a nižší složitosti a návrh a vývoj středně a méně složitých softwarových aplikací. Po tomto je také největší poptávka z komerční sféry. Absolventi se samozřejmě mohou uplatnit ve vývoji a konstrukci komponent složitějších systémů, kde se však předpokládá pouze parciální zapojení do řešení problému pod vedením zkušenějšího pracovníka. ICTM systematicky připraví absolventa na práci v malých a středních firmách. Zde je, více než ve větších organizacích, kladen důraz na flexibilitu a všeobecnější přehled o široké škále informačních a komunikačních technologií a rovněž na přehled o oblasti, na níž jsou informační a komunikační technologie aplikovány. Touto oblastí je pro ICTM lékařství, což s sebou nese nejen potřebu základní orientace ve zdravotnictví, ale rovněž schopnost komunikace s lékaři a dalším zdravotnickým personálem. Tomu odpovídá i skladba předmětů ICTM.

Organizace a struktura studia

Studium je navrženo tříleté, zakončené vypracováním bakalářské práce, obhajobou této práce a složením bakalářské státní závěrečné zkoušky. Jedná se tedy o vysokoškolské vzdělání, které je součástí tzv. strukturovaného vysokoškolského studia. Součástí výuky jsou přednášky, semináře, cvičení v PC učebnách, laboratorní cvičení a realizace projektů.

Ve studijním plánu jsou povinné předměty, povinně-volitelné předměty a volitelné. Povinně volitelné předměty (PV) jsou rozčleněny do dvou hlavních skupin – softwarové systémy v ICT a hardwarové systémy v ICT. Cílem rozčlenění na dvě skupiny je zpřehlednit plánování studia studentům, kteří se chtějí odborně profilovat spíše do oblasti návrhu softwarových systémů v ICT, nebo naopak spíše v oblasti návrhu hardwarových komponent v ICT. Tyto množiny nejsou v praxi disjunktní a navržený systém umožňuje bez ztráty návaznosti flexibilně zápis předmětů z obou skupin.
Například student, který je svým zájmem primárně odborně zaměřen na vývoj software (a chce se dále profilovat do této skupiny), který běžně již na střední škole vytvářel webové aplikace, si nemusí zapisovat povinně volitelný předmět „Základy návrhu a vývoje webových aplikací“ a, pokud ho to zajímá, si doplní-rozšíří znalosti zápisem předmětů ze skupiny zaměřené na hardware. Ať už méně HW zaměřený, např. Zpracování biologických signálů, nebo např. „Základy mikroprocesorové techniky“, kde si své znalosti rozšíří o základy této techniky a psaní firmware.
Z čistě pragmatického pohledu praxe, zejména malých a středních firem, má jak úplně čistý „hardwerář“, který nenapíše řádek kódu,  tak i úplně čistý „softwerář“, který nepochopil rozdíl mezi napětím a proudem, zhoršené postavení na trhu práce, praxe vyžaduje propojení obou oblastí a přehled v obou těchto oblastech. Jeden z hlavních benefitů tohoto nového oboru je právě funkční (a v praxi velmi žádané) propojení obou oblastí.
 
Povinně volitelné předměty skupiny I. - skupina zaměřená více na softwarové systémy v ICT
 
  • Objektově orientované programování
  • Databázové systémy v lékařství
  • Datové standardy v telemedicíně
  • Základy návrhu a vývoje webových aplikací
  • Vývoj mobilních a embedded aplikací na platformě GNU/Linux
  • Programování aplikací pro mobilní platformu Android
  • Programování aplikací pro mobilní platformu Apple iOS
  • Vývoj aplikací klient-server
 
Povinně volitelné předměty skupiny II. - skupina zaměřená více na hardwarové systémy v ICT
 
  • Zpracování biologických signálů
  • Základy lékařské přístrojové techniky
  • Aplikace umělé inteligence a biokybernetiky v medicíně
  • Základy mikroprocesorové techniky
  • Architektura biotelemetrických systémů
  • Virtuální realita a multimédia