Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Metoda i stanowisko do pomiaru zmian temperatury dłoni podczas ucisku rękawiczkami chirurgicznymi
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Method and measurement station to determine changes in hand temperature by applying pressure with surgical gloves
Opiekun pracy dr Tomasz Neumann Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest stworzenie stanowiska oraz metody pomiaru zmian temperatury dłoni uciskanej rękawiczką chirurgiczną (stosowane do ochładzania dłoni podczas wlewu chemioterapii) przy zastosowaniu czujników współpracujących z minikomputerem Raspberry Pi 4B.
Zadania do wykonania 1. Przegląd obecnych rozwiązań pomiaru temperatury dłoni oraz sposobów jej chłodzenia.
2. Charakterystyka oraz wybór odpowiednich czujników do wyznaczenia temperatury dłoni.
3. Stworzenia stanowiska pomiarowego czujników współpracujących z minikomputerem Raspberry Pi 4B oraz opracowanie procedury pomiarowej.
4. Opracowanie i implementacja oprogramowania do odczytu danych z czujników.
5. Wykonanie wstępnych pomiarów temperatury dłoni w różnych punktach (szczególnie w miejscach dystalnych).
6. Analiza uzyskanych wyników i wnioski.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
1. Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy
projektowej oraz perspektyw rozwoju pomiaru temperatury w układach biomedycznych.
2. Analiza rynku oraz ewentualny zakup odpowiednich czujników do pomiaru temperatury.
3. Projekt stanowiska pomiarowego oraz zarys protokołu pomiarowego (w przypadku pomiarów z udziałem ludzi należy uzyskać odpowiednią zgodę Rektorskiej Komisji ds. Etyki Badań Naukowych z Udziałem Człowieka).
4. Wstępne opracowanie i implementacja oprogramowania do komunikacji pomiędzy mikrokomputerem a czujnikami.
Źródła 1. BIOCYBERNETYKA I INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA 2000 pod redakcją Macieja Nałęcza, TOM 2 – BIOPOMIARY Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2001
2. Dynamic infrared imaging for analysis of fingertip temperature after cold water stimulation and neurothermal modeling study, Heng-Di Zhang et al., Computers in Biology and Medicine, 2010
3. Comparison of the efficacy of cryotherapy and compression therapyfor preventing nanoparticle albumin-bound paclitaxel-inducedperipheral neuropathy: A prospective self-controlled trial, Yuko Kanbayashi at al., The Breast, 2020
4. Printed Temperature Sensor Based on PEDOT: PSS-Graphene Oxide Composite, Mahesh Soni et al., IEEE SENSORS JOURNAL, 2020 Liczba wykonawców 1
Uwagi Programowanie w języku Python, EwM, IwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Optymalizacja symulacji numerycznej układu cewek Helmholtza do wyznaczenia rozkładu pola magnetycznego w środowisku Netgen Temat projektu/pracy
dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Optimisation of numerical simulation of the Helmholtz coil system for the determination of the magnetic field distribution in the Netgen environment Opiekun pracy dr Tomasz Neumann
Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest przeprowadzenie symulacji numerycznych rozkładu pola magnetycznego wokół cewek Helmholtza oraz analiza parametrów zaburzających to pole w kontekście interpretacji rzeczywistych pomiarów biomedycznych przy użyciu oprogramowania Netgen.
Zadania do wykonania 1. Zapoznanie się z podstawami oddziaływania pola magnetycznego na układy biologiczne oraz metodami modelowania pola magnetycznego.
2. Instalacja i konfiguracja oprogramowania Netgen.
3. Projekt i implementacja skryptów dla modelu numerycznego układu cewek Helmholtza.
4. Implementacja skryptów do wyznaczenia i wizualizacji rozkładu pola magnetycznego dla zaprojektowanych układów cewek Helmholtza.
5. Wyznaczenie rozkładu pola magnetycznego dla opracowanego układu cewek Helmholtza w obecności zaburzenia tego pola.
6. Analiza i dyskusja uzyskanych wyników.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
1. Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy oraz analizy projektowej układu cewek Helmholtza.
2. Konfiguracja oraz dobór odpowiednich pakietów oprogramowania Netgen.
3. Opracowanie oraz wstępna implementacja modelu numerycznego układu cewek Helmholtza odpowiadający rzeczywistym pomiarom biomedycznym.
4. Wyznaczenie rozkładu pola magnetycznego w obszarze cewek
Helmholtza dla stworzonego modelu oraz potwierdzenie poprawności uzyskanych wyników w poszczególnych punktach na drodze rozważań teoretycznych.
Źródła 1. Biofizyka, Redakcja naukowa Feliks Jaroszyk, PZWL, 2008
2. Badania bioelektromagnetyczne — analiza błędów w ocenie ekspozycji pola elektromagnetycznego, Tomasz Długosz, Medycyna Pracy
2008;59(6):521 – 528
3. Modelowanie wpływu zewnętrznego pola elektromagnetycznego na charakterystyki wybranych elementów elektronicznych, K. Górecki i inni, Przegląd Elektrotechniczny, 2019
4. Design, Simulation, Modelling, and Implementation of a Square Helmholtz Coil in Contrast with a Circular Coil for MRI Applications, A.
Ghaly, S. Mohamed, K. Mohammad, Engineering, Technology and Applied Science Research, 2019
Liczba wykonawców 1
Uwagi Praca w systemie Linux oraz z dokumentacją oprogramowania Netgen, programowanie w języku Python, Dla specjalności: IwM, EwM, FM.
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Oprogramowanie do wyznaczanie charakterystycznych punktów sygnałów impedancyjnych i USG
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Software for determination of the characteristic points of the impedance and ultrasound signals
Opiekun pracy dr inż. Artur Poliński Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest opracowanie, realizacja w formie oprogramowania i ocena wybranych metod wyznaczania punktów charakterystycznych sygnałów impedancyjnych i USG.
Zadania do wykonania 1. Zapoznanie z cechami sygnałów impedancyjnego i USG.
2. Zapoznanie z algorytmami wyznaczania charakterystycznych punktów.
3. Opracowanie i implementacja, w formie oprogramowania, wybranych metod.
4. Weryfikacja poprawności działania algorytmów.
5. Porównanie wybranych metod
Źródła 1. Josef Stoer, Roland Bulirsch,Wstęp do analizy numerycznej, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1987
2. Bartosz Żuchowski, Przemysław Guzik, Elektryczna bioimpedancja klatki piersiowej, Anestezjologia i Ratownictwo 2008; 2: 434-442
3. Naidu, S. M. M., Pandey, P. C., & Pandey, V. K. (2011, September).
Automatic detection of characteristic points in impedance cardiogram.
In 2011 Computing in Cardiology (pp. 497-500). IEEE.
4. Hu, X., Chen, X., Ren, R., Zhou, B., Qian, Y., Li, H., & Xia, S. (2014).
Adaptive filtering and characteristics extraction for impedance
cardiography. Journal of Fiber bioengineering and Informatics, 7(1), 81-90.
5. Tronstad, C., Høgetveit, J. O., Elvebakk, O., & Kalvøy, H. (2019). Age- related differences in the morphology of the impedance cardiography signal. Journal of Electrical Bioimpedance, 10(1), 139-145.
6. Stepanov R, Podtaev S, Dumler A, Chugainov S. Assessment of cardiac time intervals by wavelet transform of the impedance cardiogram. Technol Health Care 2016; 24: 803-809.
7. Bagal UR, Pandey PC, Naidu SMM, Hardas S. Detection of opening and closing of the aortic valve using impedance cardiography and its validation by echocardiography. Biomed Phys Eng Express 2017.
8. Arbol JR, Perakakis P, Garrido A, Mata JL, Fernández-Santaella MC, Vila J.
Mathematical detection of aortic valve opening (B point) in impedance cardiography: A comparison of three popular algorithms. Psychophysiology 2017; 54: 350-357.
9. Czasopisma z biblioteki IEEE Explorer, IOP, itp.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
• Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz implementacja co najmniej jednego algorytmu.
Liczba wykonawców 1
Uwagi IwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Oprogramowanie do detekcja częstości akcji serca płodu w oparciu o FECG
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Software for fetal heart rate detection based on FECG
Opiekun pracy dr inż. Artur Poliński Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest opracowanie, realizacja w formie oprogramowania i ocena wybranych metod wyznaczania częstości akcji serca płodu z sygnału FECG.
Zadania do wykonania 1. Zapoznanie z cechami sygnału FECG.
2. Zapoznanie z algorytmami wyznaczania częstości akcji serca płodu z pomiarów FECG.
3. Opracowanie i implementacja, w formie oprogramowania, wybranych metod.
4. Weryfikacja poprawności działania algorytmów.
5. Porównanie wybranych metod .
Źródła 1. https://physionet.org/content/challenge-2013/1.0.0/
2. Neilson JP. Fetal electrocardiogram (ECG) for fetal monitoring during labour. Cochrane Database Syst Rev. 2012 Apr 18;4:CD000116
3. Sameni R, Clifford GD. A review of fetal ECG signal processing; issues and promising directions. Open Pacing Electrophysiol Ther J. 2010 Jan;
4. Silva, I., Behar, J., Sameni, R., Zhu, T., Oster, J., Clifford, G. D., & Moody, G. B. (2013, September). Noninvasive fetal ECG: the
PhysioNet/computing in cardiology challenge 2013. In Computing in Cardiology 2013 (pp. 149-152).
5. Varanini, M., Tartarisco, G., Billeci, L., Macerata, A., Pioggia, G., &
Balocchi, R. (2013, September). A multi-step approach for non-invasive fetal ECG analysis. In Computing in Cardiology 2013 (pp. 281-284). IEEE.
6. Podziemski, P., & Gieraltowski, J., Fetal heart rate discovery: algorithm for detection of fetal heart rate from noisy, noninvasive fetal ECG recordings. In Computing in Cardiology 2013 (pp. 333-336).
7. Zhang, Y., Zhang, S., Yang, L., Yang, Y., Li, X., Hao, D., ... & Shao, J.
(2020). A study of a fetal heart rate calculation system based on RR interval. Technology and Health Care, (Preprint), 1-9.
8. Matonia, A., Jezewski, J., Kupka, T., Jezewski, M., Horoba, K., Wrobel, J., (2020). Fetal electrocardiograms, direct and abdominal with reference heartbeat annotations. Scientific Data, 7(1), 1-14.
9. Haq, T. M., Arefin, S., Rahman, S., & Rahman, T. (2018). Extraction of Fetal Heart Rate from Maternal ECG—Non Invasive Approach for Continuous Monitoring during Labor. In Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings (Vol. 2, No. 13, p. 1009).
10. Mhajna, M., Schwartz, N., Levit-Rosen, L., Warsof, S., Lipschuetz, M., Jakobs, M., ... & Yagel, S. (2020). Wireless, remote solution for home fetal and maternal heart rate monitoring. American Journal of Obstetrics & Gynecology MFM, 100101
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz implementacja co najmniej jednego algorytmu
Liczba wykonawców 1
Uwagi IwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Komputerowy model klatki piersiowej o zmiennej geometrii
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
A 3D variable geometry model of human thorax
Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Jerzy Wtorek Konsultant pracy mgr inż. Magdalena Madej
Cel pracy Celem pracy jest przeprowadzenie analizy wpływu zmian geometrii klatki piersiowej i narządów wewnętrznych związanych z różnicami międzyosobniczymi na rozkład czułości przestrzennej w badaniach impedancyjnych.
Zadania do wykonania 1. Przegląd literatury
2. Zdefiniowanie właściwości elementów modelu
3. Zbudowanie modelu FEM (AutoCAD, 3DSlicer, Fenics) klatki piersiowej do badań symulacyjnych dotyczących pomiarów elektrycznej i
mechanicznej czynności serca. Model powinien możliwie najwierniej odzwierciedlać anatomię głównych narządów klatki piersiowej i umożliwiać wprowadzanie zmian w jej geometrii.
4. Wykorzystanie modelu serca Conrad Cardiac Model do utworzenia i porównania kilku modeli dla różnych faz cyklu serca.
5. Analiza wpływu zmian geometrii klatki piersiowej i narządów wewnętrznych związanych z różnicami międzyosobniczymi na rozkład czułości przestrzennej w badaniach impedancyjnych.
Źródła 1. Wang, Li, and Robert Patterson. "Multiple sources of the impedance cardiogram based on 3-D finite difference human thorax models."
Biomedical Engineering, IEEE Transactions on 42.2 (1995): 141-148.
2. Kim, Deok Won, et al. "Origins of the impedance change in impedance cardiography by a three-dimensional finite element model." Biomedical Engineering, IEEE Transactions on 35.12 (1988): 993-1000.
3. Unberath, Mathias, et al. "Open-source 4D statistical shape model of the heart for x-ray projection imaging." 2015 IEEE 12th International
Symposium on Biomedical Imaging (ISBI). IEEE, 2015.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
1. Wykonany (opisany) przegląd literatury
2. Zdefiniowane właściwości poszczególnych elementów modelu 3. Wykonany i przygotowany do symulacji jeden model klatki piersiowej Liczba wykonawców 1
Uwagi EwM, IwM
Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)
Detektor zespołu QRS – implementacja sprzętowa
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
QRS complex detector – a hardware implementation
Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Jerzy Wtorek Konsultant pracy mgr inż. Michał Pietrewicz
Cel pracy Zaprojektowanie i wykonanie sprzętowego detektora QRS.
Zadania do wykonania 1. Przegląd literatury nt detekcji zespołu QRS 2. Analiza właściwości wybranych rozwiązań
3. Analiza projektowa (analiza wymagań, możliwe rozwiązania) 4. Projekt (wybór technologii, decyzje projektowe, obliczenia) 5. Implementacja
6. Badania
7. Podsumowanie, wnioski
Źródła 1. Christos Pavlatos, et al., HARDWARE IMPLEMENTATION OF PAN &
TOMPKINS QRS DETECTION ALGORITHM, IEEEXplore
2. Bert-Uwe Köhler et al., The Principles of Software QRS Detection, IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY, January/February 2002 3. Antti Ruha, et al., A Real-Time Microprocessor QRS Detector System
with a 1-ms Timing Accuracy for the of Ambulatory HRV, EEE
TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 44, NO. 3, MARCH 1997 159
4. Ashish Shukla, et al., A Fast and Accurate FPGA based QRS detection System 30th Annual International IEEE EMBS Conference Vancouver, British Columbia, Canada, August 20-24, 2008
5. Soham Talukder, et al., An Efficient Architecture for QRS Detection in FPGA Using Integer Haar Wavelet Transform, Circuits, Systems, and Signal Processing, vol. 39, pages 3610–3625(2020)
6. J. Enderle i in., Introduction to biomedical engineering, Elsevier, 2005 7. J. Bronzino, The biomedical engineering handbook, IEEE Press, 1995 Efekt praktycznych prac na
zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Przeprowadzony przegląd rozwiązań, analiza projektowa oraz projekt oraz projekt. Pisemny raport obejmujący powyższe punkty.
Liczba wykonawców 1
Uwagi Wymagana znajomość narzędzi pozwalających na badania symulacyjne układów, wspomagających projektowanie obwodów elektronicznych.
EwM
Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)
Pneumatyczny układ wspomagający pomiary unaczynienia podczas zabiegów chirurgicznych przewodu pokarmowego
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Pneumatic system supporting vascularity measurements during gastrointestinal surgery
Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Jerzy Wtorek Konsultant pracy dr inż. Adam Bujnowski
Cel pracy Zaprojektowanie i implementacja modelu układu generowania ciśnień do wspomagania procedur pomiarowych unaczynienia przewodu pokarmowego podczas zabiegów resekcji chorobowo zmienionych części Zadania do wykonania 1. Studia literaturowe nt unaczynienia tkanek
2. Przegląd metod pomiarowych unaczynienia tkanek
3. Analiza projektowa układu generowania ciśnień w dwóch obwodach pneumatycznych (analiza wymagań, możliwe rozwiązania konstrukcyjne, analiza właściwości wybranych konstrukcji, wnioski) 4. Projekt dwuobwodowego układu pneumatycznego (wybór i prezentacja
rozwiązania, 5. Implementacja
6. Badania modelu użytkowego
7. Realizacja wybranych scenariuszy pomiarowych 8. Podsumowanie, wnioski
Źródła 1. Linas Urbanavičius, et al., How to assess intestinal viability during surgery: A review of techniques, World J Gastrointest Surg 2011 May 27; 3(5): 59-69
2. Kenichi Maruyama, et al., Intestinal blood-flow velocity in
uncomplicated preterm infants during the early neonatal period Pediatr Radiol (1999) 29: 472±477
3. Paul G. Horgan, et al., Operative Assessment of Intestinal Viability, Surgical Clinics of North America Volume 72, Issue 1, February 1992, Pages 143-155
4. P.H. MacDonald, et al., The use of oximetry in determining intestinal blood flow, Surg Gynecol Obstet. 1993 May;176(5):451-8.
5. 5. Medical Device to Assess the Viability of Tissue Prior to Skin Grafting, Department of Defense, Defense Health Program, STTR | BOTH | 2017
6. J. Enderle i in., Introduction to biomedical engineering, Elsevier, 2005 7. J. Bronzino, The biomedical engineering handbook, IEEE Press, 1995 Efekt praktycznych prac na
zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Przeprowadzony przegląd rozwiązań, analiza projektowa oraz zakończony projekt. Pisemny raport obejmujący powyższe punkty.
Liczba wykonawców 1
Uwagi EwM
Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)
Dwumodalny sensor impedancyjno-transiluminacyjny
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Bimodal impedance-transilumination sensor
Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Jerzy Wtorek Konsultant pracy mgr inż. Kamil Osiński
Cel pracy Realizacja sensora wraz układem elektronicznym umożliwiającym jednoczesny pomiar transmitancji światła i impedancji elektrycznej tkanek biologicznych.
Zadania do wykonania 1. Przegląd literatury nt czujników optycznych i impedancyjnych 2. Analiza właściwości wybranych konstrukcji czujników
3. Analiza projektowa (analiza wymagań, możliwe konstrukcje czujnika za względu na rozkład czułości przestrzennej, analiza technologii wykonania, układ pomiarowy – analiza wymagań i właściwości)
4. Projekt czujnika zintegrowanego (propozycja rozwiązania, wybór technologii i metod realizacji, decyzje projektowe, obliczenia)
5. Implementacja czujnika wraz z interfejsem elektronicznym 6. Badania właściwości czujnika
7. Podsumowanie, wnioski
Źródła 1. J. Wtorek, Techniki elektroimpedancyjne w medycynie, Wyd. PG, 2003 2. M. J. C. VAN GEMERT, et al., Skin Optics, IEEE Transactions on
Biomedical Engineering, vol. 36(12), 1989
3. Fu-Hsuan Huang, et al., Analysis of Reflectance Photoplethysmograph Sensors, World Academy of Science, Engineering and Technology 59 2011
4. Maria Melo, et al., Combined Near-Infrarred Light Transillumination and Direct Digital Radiography Increases Diagnostic In Approximal Caries, Scientific Reports vol. 9, Article number: 14224 (2019)
5. J. Enderle i in., Introduction to biomedical engineering, Elsevier, 2005 6. J. Bronzino, The biomedical engineering handbook, IEEE Press, 1995 Efekt praktycznych prac na
zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Przeprowadzony przegląd rozwiązań, analiza projektowa oraz projekt.
Pisemny raport obejmujący powyższe punkty.
Liczba wykonawców 1
Uwagi Wskazane umiejętności korzystania z programowych narzędzi wspomagających projektowanie i analizę wybranych zagadnień czujników i obwodów elektronicznych.
EwM
Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)
Magnetyczny czujnik przepływu krwi
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Magnetic blood flow sensor
Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Jerzy Wtorek Konsultant pracy mgr inż. Ignacy Rogoń
Cel pracy Opracowanie i wykonanie modelu czujnika do pomiaru przepływu krwi wykorzystującego efekt „magnesowania” erytrocytów.
Zadania do wykonania 1. Przegląd literatury nt metod pomiaru przepływu krwi 2. Analiza właściwości wybranych rozwiązań
3. Analiza projektowa magnetycznej metody pomiaru przepływu krwi (analiza wymagań, wpływ geometrii czujników na ich właściwości pomiarowe, wymagania dla układu pomiarowego wykorzystującego projektowany czujnik)
4. Projekt czujnika wraz z wymaganym układem pomiarowych do pomiaru przepływu krwi w wybranych tętnicach (wybór technologii, decyzje projektowe, obliczenia)
5. Implementacja projektu
6. Badania wybranych właściwości czujnika 7. Podsumowanie, wnioski
Źródła 1. Jayaraj Joseph, V Jayashankar, Magnetic Sensor for Non-Invasive Detection of Blood Pulse and Estimation of Arterial Compliance, 2010 IEEE EMBS Conference on Biomedical Engineering & Sciences (IECBES 2010), Kuala Lumpur, Malaysia
2. Chee Teck Phua, Gaëlle Lissorgues, Non-invasive Measurement of Blood Flow Using Magnetic Disturbance Method, IEEEXplore, 2009 3. Chee Teck Phua, et al., Non-invasive Acquisition of Blood Pulse Using
Magnetic Disturbance Technique, IEEEXplore, 2008
4. Chee Teck Phua and Gaëlle Lissorgues, Modeling of Pulsatile Blood flow in a weak magnetic field, World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Biomedical and Biological
Engineering Vol:3, No:6, 2009
5. P.M. Nabeel, et al., A Magnetic Plethysmograph Probe for Local Pulse Wave Velocity Measurement, IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL CIRCUITS AND SYSTEMS, VOL. 11, NO. 5, OCTOBER 2017 1065 6. M. Liebl, et al., Noninvasive monitoring of blood flow using a single
magnetic microsphere, Scientific Reports vol. 9 Article number: 5014, (2019)
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Studia literaturowe z zakresu tematyki powiązanej z realizacją projektu.
Analiza projektowa czujnika i układu pomiarowego. Projekt czujnika i układu pomiarowego wraz z dokumentacją technologiczną. Pisemny raport obejmujący powyższe punkty.
Liczba wykonawców 1, EwM
Uwagi Wymagana znajomość narzędzi do symulacyjnego badania układów elektronicznych, wspomagających projektowanie drukowanych obwodów elektronicznych, programowania uniwersalnych pakietów mikroprocesorowych.
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
System detekcji zwiększonej częstotliwości skurczów mięśni na podstawie sygnału EMG
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
The increased EMG activity detection system
Opiekun pracy dr inż. Tomasz Kocejko Konsultant pracy
Cel pracy Celem projektu jest opracowanie detektora sygnału EMG oraz aplikacji służącej do monitorowania stanu pacjenta z epilepsją. System ma za zadanie informowania o wystąpieniu nadmiernych skurczów mięśni (prawdopodobieństwo wystąpienia ataku padaczki) i wysyłania alertów do personelu medycznego i/lub opiekuna.
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy
2. Projekt funkcjonalności systemu 3. Projekt interfejsu systemu
4. Opracowanie testowej bazy danych przypadków 5. Opracowanie prototypu interfejsu użytkownika 6. Opracowanie aplikacji użytkownika i opiekuna 7. Integracja składowych systemu
8. Analiza systemu
Źródła 1 Salek-Haddadi, Afraim, et al. "Imaging seizure activity: A combined EEG/EMG-fMRI study in reading epilepsy." Epilepsia 50.2 (2009): 256-264.
2. Fürbass, F., et al. "Automatic multimodal detection for long-term seizure documentation in epilepsy." Clinical Neurophysiology 128.8 (2017): 1466- 1472.
3. Hwang, Kyoung Jin, et al. "Somatosensory reflex epilepsy: simultaneous video-EEG monitoring and surface EMG." Epileptic Disorders 20.1 (2018):
70-72.
4. Strazza, Annachiara, et al. "Surface-EMG analysis for the quantification of thigh muscle dynamic co-contractions during normal gait." Gait & posture 51 (2017): 228-233.
5. Del Vecchio, A., et al. "Tutorial: Analysis of motor unit discharge characteristics from high-density surface EMG signals." Journal of Electromyography and Kinesiology 53 (2020): 102426.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz opis prototypu systemu z zaimplementowanym zbiorem zasad interakcji, opis algorytmów analizy sygnału EMG i bazę danych przypadków testowych.
Liczba wykonawców 1
Uwagi Założenia: Programowanie w python, C++, QT, OpenCV, SQL Wymagania:
podstawy przetwarzania obrazów, umiejętność kreatywnego myślenia, podstawy programowania obiektowego, znajomość zagadnień bazodanowych.
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Oprogramowanie do komunikacji z komputerem za pomocą wzroku wspomagające osoby niepełnosprawne w pracy z komputerem Temat projektu/pracy
dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Eye-tracking software supporting disable people in interaction with computers
Opiekun pracy dr inż. Tomasz Kocejko Konsultant pracy
Cel pracy Celem projektu jest opracowanie systemu informatycznego pozwalającego na komunikację z komputerem za pomocą wzroku. Zadaniem oprogramowania jest detekcja źrenicy (oka) i identyfikacja punktów fiksacji na podstawie obrazu rejestrowanego przez kamerę RGB (kamerkę internetową). W ramach projektu należy opracować też zasady interakcji pozwalające na komunikację z komputerem (np. uruchamianie systemy, metody klikania, szybkie uruchamianie aplikacji, pisanie za pomocą wzroku).
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy
2. Projekt funkcjonalności systemu 3. Projekt interfejsu systemu
4. Akwizycja danych z bazy danych physionet
5. Wybór architektury sieci neuronowych do detekcji cech charakterystycznych twarzy
6. Implementacja algorytmu do detekcji źrenicy/oka 7. Implementacja algorytmu do estymacji punktów fiksacji 8. Integracja składowych systemu
7. Analiza systemu
Źródła 1. Funes Mora, Kenneth Alberto, Florent Monay, and Jean-Marc Odobez.
"Eyediap: A database for the development and evaluation of gaze estimation algorithms from rgb and rgb-d cameras." Proceedings of the Symposium on Eye Tracking Research and Applications. 2014.
2. Krafka, Kyle, et al. "Eye tracking for everyone." Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition. 2016.
3. Papoutsaki, Alexandra, et al. "Webgazer: Scalable webcam eye tracking using user interactions." Proceedings of the Twenty-Fifth International Joint Conference on Artificial Intelligence-IJCAI 2016. 2016.
4. Semmelmann, Kilian, and Sarah Weigelt. "Online webcam-based eye tracking in cognitive science: A first look." Behavior Research Methods 50.2 (2018): 451-465.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz opis prototypu systemu z zaimplementowanym zbiorem zasad interakcji, opis opracowanych zasad estymacji fiksacji i wyniki detekcja źrenicy.
Liczba wykonawców 1
Uwagi Założenia: Programowanie w python, C++, QT, OpenCV, SQL Wymagania:
podstawy przetwarzania obrazów, umiejętność kreatywnego myślenia, podstawy programowania obiektowego, znajomość zagadnień bazodanowych, IwM
Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)
Oprogramowanie interfejsu mózg-komputer bazującego na wyobrażaniu ruchu z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Use of artificial neural networks in motor movement imagery based brain computer interface
Opiekun pracy dr inż. Tomasz Kocejko Konsultant pracy
Cel pracy Celem projektu jest opracowanie systemu informatycznego stanowiącego część softwarową interfejsu Mózg-Komputer. Opracowany system informatyczny ma wykorzystywać wyobrażanie ruchu do interakcji z komputerem, ponadto opracowany algorytm ma wykorzystywać sieci neuronowe do predykcji lub klasyfikacji sygnałów EEG wykorzystywanych do komunikacji z komputerem.
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy
2. Projekt funkcjonalności systemu 3. Projekt interfejsu systemu
4. Akwizycja danych z bazy danych Physionet 5. Wybór architektury sieci neuronowych
6. Implementacja modeli sieci neuronowych i klasyfikacja sygnałów EEG 7. Integracja składowych systemu
8. Analiza systemu
Źródła 1. https://physionet.org/content/eegmmidb/1.0.0/
2. Yuksel, Ayhan, and Tamer Olmez. "A neural network-based optimal spatial filter design method for motor imagery classification." PloS one 10.5 (2015): e0125039.
3. Hamedi, Mahyar, et al. "Neural network-based three-class motor imagery classification using time-domain features for BCI applications." 2014 IEEE Region 10 Symposium. IEEE, 2014.
4. Chaudhary, Shalu, et al. "Convolutional neural network based approach towards motor imagery tasks EEG signals classification." IEEE Sensors Journal 19.12 (2019): 4494-4500.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz opis prototypu systemu z zaimplementowanym zbiorem zasad interakcji i wyniki przetrenowanie i przeanalizowanie min. trzech różnych modeli sieci neuronowych
Liczba wykonawców 1
Uwagi Założenia: Programowanie w python, C++, QT, OpenCV, SQL Wymagania:
podstawy przetwarzania obrazów, umiejętność kreatywnego myślenia, podstawy programowania obiektowego, znajomość zagadnień bazodanowych, IwM, EwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Porównanie skuteczności oprogramowania wykrywającego aktywność głosową w przypadku mowy zaburzonej w warunkach szumu i zakłóceń Temat projektu/pracy
dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Comparison of the effectiveness of voice activity detection (VAD) software for disturbed speech in noise and interference conditions
Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Bożena Kostek Konsultant pracy mgr inż. Adam Kurowski
Cel pracy Celem pracy jest zebranie i przetestowanie algorytmów VAD (implementacje w dowolnym środowisku programistycznym) oraz sprawdzenie ich skuteczności dla mowy zaburzonej w warunkach występowania zakłóceń. Pierwszym etapem jest przygotowanie bazy głosów zaburzonych z założeniem różnych warunków SNR (stosunek sygnału do szumu), a następnie praktyczne wykorzystanie algorytmów, tj.
odczyt sygnału mowy, znalezienie fragmentów czasowych odpowiadających sygnałowi mowy oraz porównanie skuteczności wykorzystywanych algorytmów.
Zadania do wykonania 1. Przegląd literatury w temacie VAD
2. Przegląd dostępnych algorytmów VAD (dowolne środowisko programistyczne)
3. Przygotowanie bazy mowy zaburzonej oraz zestawu sygnałów zakłócających
4. Automatyczne generowanie sygnałów mowy z różnym SNR 5. Sprawdzenie skuteczności algorytmów VAD
6. Wyniki i analiza
Źródła 1. J. Kim, M. Hahn, Voice Activity Detection Using an Adaptive Context Attention Model, IEEE Signal Processing Letters, vol. 25, no. 8, pp. 1181- 1185, Aug. 2018, doi: 10.1109/LSP.2018.2811740.
2. https://ieeexplore.ieee.org/document/8309294/
https://github.com/jtkim-kaist/VAD
3. https://www.mathworks.com/help/audio/ref/voiceactivitydetector- system-object.html (data dostępu: 05.01.2021)
4. GitHub - marsbroshok/VAD-python: Voice Activity Detector in Python.”, https://github.com/marsbroshok/VAD-python (data dostępu:
06.01.2021)
5. T. P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów - od teorii do zastosowań. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2005.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
1. Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej
2. Przegląd dostępnych algorytmów VAD (dowolne środowisko programistyczne
3. Przygotowanie bazy mowy zaburzonej oraz zestawu sygnałów zakłócających
4. Automatyczne generowanie sygnałów mowy z różnym SNR Liczba wykonawców 1
Uwagi IwM
Temat w języku polskim Oprogramowanie do akwizycji danych z regulatorów temperatury Temat w języku angielskim Preparation of data acquisition software for temperature controllers Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Piotr Jasiński
Konsultant pracy dr inż. Grzegorz Jasiński
Cel pracy Celem pracy jest przygotowanie oprogramowania do akwizycji danych z regulatorów temperatury Fuji PXR4, LUMEL i Eurotherm. Sterowanie i monitorowanie temperatury w użyciem dedykowanych kontrolerów temperatury jest coraz częściej stosowanym zabiegiem w celu możliwości przeglądu wystąpienia odstępstw od założonego profilu temperatury, np.
przy przechowywaniu szczepionek i leków. Przygotowywane oprogramowanie powinno mieć możliwości współpracy z 20 regulatorami i rejestrować jednominutowe odczyty temperatury w plikach 24 godzinnych.
Oprogramowanie w wypadku wystąpienia alarmów powinno wysłać email/sms pod zdefiniowane adresy.
Zadania 1. Przegląd literatury
2. Opracowanie koncepcji oprogramowania 3. Analiza projektowa
4. Nawiązanie komunikacji z regulatorami 5. Wysyłanie programowe emaili/smsów 6. Przygotowanie oprogramowania
7. Implementacja obejmująca przeprowadzenie testów z 5 regulatorami, wysyłania sms-ów i emaili, itp.
8. Opracowanie wniosków Efekt praktycznych prac na
zakończenie semestru 6
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz prototyp oprogramowania komunikacji z regulatorami – możliwość edycji wszystkich rejestrów kontrolerów z poziomu oprogramowania.
Literatura 1. Digital Temperature Controller PXR4 manual 2. Instrukcja obsługi LUMEL RE72
3. Flandorfer, H., F. Gehringer, and E. Hayer. "Individual solutions for control and data acquisition with the PC." Thermochimica Acta 382.1-2 (2002): 77-87.
4. Liu, Zhuofu, et al. "Development of Temperature and Humidity Acquisition Graphic User Interface." 2016 Sixth International Conference on Instrumentation & Measurement, Computer, Communication and Control (IMCCC). IEEE, 2016.
Uwagi Informatyka w medycynie;
Temat w języku polskim Przygotowanie stanowiska laboratoryjnego do badania wybranych źródeł energii
Temat w języku angielskim Preparation of a laboratory stand for testing selected energy sources Opiekun pracy prof. dr hab. inż. Piotr Jasiński
Konsultant pracy dr inż. Grzegorz Jasiński
Cel pracy Celem pracy jest przygotowanie stanowiska dydaktycznego pozwalającego na zapoznanie się studentów z pomiarem parametrów źródeł energii. Źródła energii stanowią nieodzowne elementy systemów biomedycznych, w tym zasilania układów mobilnych (np. Holter). Właściwy dobór źródeł zasilania ma kluczowe znaczenia dla poprawnej ich pracy.
Zadania 1. Analiza stanu wiedzy z zakresu pomiaru parametrów źródeł zasilania.
2. Zaproponowanie scenariuszy przebiegu ćwiczenia laboratoryjnego.
3. Analiza projektowa i specyfikacja wymagań.
4. Oprogramowanie elementów stanowiska, np. obciążenie elektroniczne.
5. Opracowanie elementów sprzętowych ćwiczenia, np. projekt PCB wykorzystywanej w stanowisku laboratoryjnym.
6. Testy i weryfikacja działania modułu.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
Opracowanie nowej koncepcji ćwiczenia oraz realizacja komponentów sprzętowych i programowalnych. Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej, projekt PCB.
Literatura 1. Ecker, Madeleine, et al. "Parameterisation of a Physico-Chemical Model of a Lithium-Ion Battery Part I: Determination of Parameters." J.
Electrochem. Soc 162.9 (2015): A1836-A1848.
2. Dvorak, Dominik, et al. "A comprehensive algorithm for estimating lithium-ion battery parameters from measurements." IEEE Transactions on Sustainable Energy 9.2 (2017): 771-779.
3. Chaibi, Y., et al. "A new method to extract the equivalent circuit parameters of a photovoltaic panel." Solar Energy 163 (2018): 376-386.
Uwagi Elektronika w medycynie
Temat w języku polskim Modernizacja stanowiska laboratoryjnego dotyczącego badania układów regulacji automatycznej na przykładzie wybranych stabilizatorów napięcia Temat w języku angielskim Development of the laboratory stand for testing automatic control systems
on the example of selected voltage stabilizers Opiekun pracy dr inż. Grzegorz Jasiński
Konsultant pracy prof. dr hab. inż. Piotr Jasiński
Cel pracy Celem pracy jest rozbudowa stanowiska dydaktycznego pozwalającego na zapoznanie się studentów z działaniem układów regulacji automatycznej na przykładzie wybranych stabilizatorów napięcia. Ćwiczenie laboratoryjne realizowane jest w ramach przedmiotu Podstawy Automatyki i Robotyki realizowane dla kierunku Inżynieria Biomedyczna. Obszar zastosowań Automatyki i Robotyki obejmuje zarówno teoretyczne, jak i praktyczne zagadnienia powiązane m.in. z analizą działania systemów biologicznych, elektroniką medyczną i biomechaniką inżynierską. Zadanie polega na unowocześnieniu i urozmaiceniu ćwiczenia (wykorzystaniu nowoczesnych przyrządów pomiarowych) oraz zwiększeniu zakresu realizowanych zadań.
Zadania 1. Analiza stanu wiedzy z zakresu istniejących rozwiązań stabilizatorów napięcia.
2. Zapoznanie się z obecnie realizowanym ćwiczeniem dotyczącym scalonych stabilizatorów napięcia.
3. Analiza projektowa i specyfikacja wymagań.
4. Opracowanie nowego przebiegu ćwiczenia laboratoryjnego.
5. Opracowanie i realizacja elementów sprzętowych ćwiczenia, np. projekt PCB i wykonanie układów elektronicznych wykorzystywanych w trakcie ćwiczenia.
6. Testy i weryfikacja działania modułu.
7. Opracowanie instrukcji laboratoryjnej dla studentów.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej i opracowanie propozycji nowej koncepcji ćwiczenia oraz projekt PCB układów elektronicznych wykorzystywanych w ćwiczeniu.
Literatura 1. Instrukcja laboratoryjna ćwiczenia nr 2 z przedmiotu Podstawy automatyki i robotyki.
2. Nota katalogowa układów LM78xx.
3. Nota katalogowa układu LM317.
4. J. S. Franzone, A Laboratory Experiment in Linear Series Voltage Regulators, Proceedings of the 2001 American Society for Engineering Education Annual Conference&Exposition, Page 6.42.60.
5. A. P. Malvino, “Experiments for Malvino Electronic Principles, 6th Ed.”
Glencoe/McGraw-Hill, 1999. “Experiment 60: Series Regulators”, pgs.
281 – 286.
6. W. G. Hurley and Chi Kwan Lee, "Development, implementation, and assessment of a web-based power electronics laboratory," in IEEE Transactions on Education, vol. 48, no. 4, pp. 567-573, 2005.
7. M. Zagirnyak, S. Serhiienko and O. Chornyi, "Innovative technologies in laboratory workshop for students of technical specialties," 2017 IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), Kiev, 2017, pp. 1216-1220.
8. Z. Raud and V. Vodovozov, "Virtual Lab to Study Power Electronics in LabVIEW Framework," 2019 Electric Power Quality and Supply Reliability Conference (PQ) & 2019 Symposium on Electrical Engineering and Mechatronics (SEEM), Kärdla, Estonia, 2019, pp. 1-6.
9. F. Martinez-Rodrigo, L. C. Herrero-De Lucas, S. de Pablo and A. B. Rey- Boue, "Using PBL to Improve Educational Outcomes and Student Satisfaction in the Teaching of DC/DC and DC/AC Converters," in IEEE Transactions on Education, vol. 60, no. 3, pp. 229-237, Aug. 2017.
Uwagi Temat przeznaczony dla studenta specjalności Elektronika w medycynie
Temat w języku polskim Opracowanie i realizacja modułu pomiaru odpowiedzi elektrochemicznych czujników gazu
Temat w języku angielskim Development and implementation of a module for measuring the response of electrochemical gas sensors
Opiekun pracy dr inż. Grzegorz Jasiński Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest opracowanie i realizacja nakładki (shield’a) dla platformy mikroprocesorowej Arduino UNO/Leonardo/Mega2560 pozwalającej na pomiar odpowiedzi czujników elektrochemicznych. Rozszerzenie sprzętowe powinno realizować funkcje potencjostatu pozwalając na odpowiednie spolaryzowanie czujnika w czasie i poza czasem pracy, pozwalać na pomiar odpowiedzi prądowej oraz na wybór zakresów pomiarowych. Potencjostaty są wykorzystywane m.in. do pomiaru odpowiedzi m.in. bioczujników (np.
czujnika glukozy), badaniach materiałów na implanty oraz pomiarów odpowiedzi elektrochemicznych czujników gazu wykorzystywanych w diagnostyce medycznej (analiza wydychanego powietrza).
Zadania 1. Analiza stanu wiedzy z zakresu istniejących rozwiązań pomiaru odpowiedzi czujników elektrochemicznych – określenie funkcjonalności.
2. Analiza stanu wiedzy w zakresie wykorzystania czujników elektrochemicznych w aplikacjach związanych z inżynierią biomedyczną.
3. Analiza projektowa i specyfikacja wymagań.
4. Opracowanie projektu układu elektronicznego, decyzje projektowe z zakresu zastosowanych technologii i dobór elementów. Wykonanie działającego prototypu.
5. Wykonanie projektu PCB. Montaż części sprzętowej.
6. Projekt i realizacja oprogramowania Arduino.
7. Testy i weryfikacja działania modułu oraz wnioski.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz wstępny projekt układu elektronicznego wraz z wykonanym prototypem.
Literatura 1. Yun-Chun Hsieh and Da-Jeng Yao 2018 Intelligent gas-sensing systems and their applications J. Micromech. Microeng. 28 093001. doi: 10.1088/1361- 6439/aac849
2. Blum Jeremy, Exploring Arduino: Tools and Techniques for Engineering Wizardry, Wiley, 2013.
3. Alar Ainla, Maral P. S. Mousavi, et al., Open-Source Potentiostat for Wireless Electrochemical Detection with Smartphones, Analytical Chemistry 2018 90 (10), 6240-6246.
4. Yuguang C. Li, Elizabeth L. Melenbrink, et. Al., An Easily Fabricated Low- Cost Potentiostat Coupled with User-Friendly Software for Introducing Students to Electrochemical Reactions and Electroanalytical Techniques, Journal of Chemical Education 2018 95 (9), 1658-1661
Uwagi Temat przeznaczony dla studenta specjalności Elektronika w medycynie
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Aplikacja do wspomagania decyzji wyboru najbardziej optymalnego plemnika do przeprowadzenia procedury ICSI
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Application for decision support in selecting the most optimal spermatozoon to perform the ICSI procedure
Opiekun pracy mgr inż. Magdalena Mazur-Milecka Konsultant pracy dr inż. Anna Węsierska
Cel pracy Celem projektu jest opracowanie, realizacja i ocena aplikacji, której zadaniem jest dokładna segmentacja oraz parametryzacja poszczególnych plemników podczas nagrań pierwszego etapu procedury ICSI (intracytoplasmic sperm injection). Segmentacja powinna uwzględniać również wić plemnika. Dodatkowo system powinien, na podstawie zaproponowanych miar, wyznaczać obiekt, będący najbardziej optymalnym wyborem do przeprowadzenia dalszych etapów ICSI.
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy z zakresu: procedur metody in-vitro; podobnych istniejących rozwiązań; metod poprawy jakości obrazu; algorytmów widzenia komputerowego i uczenia maszynowego.
2. Analiza projektowa – specyfikacja wymagań obejmująca: wybór mierzonych parametrów, wybór metod segmentacji, projekt architektury systemu.
3. Opracowanie projektu systemu (decyzje projektowe z zakresu wykorzystania technologii, algorytmów oraz propozycja istotnych parametrów).
4. Projekt graficzny interfejsu.
5. Przygotowanie zbioru treningowego oraz przetestowanie różnych metod segmentacji (semantycznej i instancji).
6. Implementacja systemu.
7. Weryfikacja poprawności działania oprogramowania (testowanie).
8. Sformułowanie wniosków.
9. Stworzenie dokumentacji technicznej pracy oraz instrukcji użytkownika.
Źródła 1. Czasopisma z biblioteki IEEE eXplore oraz ACM
2. Gianpiero D Palermo, Queenie V Neri, Takumi Takeuchi, Simon J Hong, Zev Rosenwaks „Intracytoplasmic sperm injection: technical aspects”, Textbook of Assisted Reproductive Technologies Laboratory and Clinical Perspectives, 2009 Informa UK Ltd
3. Elder K. Dale B., ”In-Vitro Fertilization”, Cambridge Univ. Press, 2011 4. K. He, G. Gkioxari, P. Dollár and R. Girshick, "Mask R-CNN," 2017 IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV), 2017, pp. 2980-2988.
5. X. Chen, R. Girshick, K. He, P. Dollár, “TensorMask: A Foundation for Dense Object Segmentation”, 2019
6. Y. Wu, A. Kirillov F. Massa, W. Lo, R. Girshick, “Detectron2” 2019 Efekt praktycznych prac na
zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz wybór technologii i algorytmów,
Wybór istotnych parametrów plemnika,
Przygotowanie zbioru treningowego,
Implementacja i wstępne przetrenowanie co najmniej dwóch różnych algorytmów segmentacji.
Liczba wykonawców 1
Uwagi Temat w szczególności dla studentów „Informatyka w medycynie”, język Python
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Aplikacja do detekcji zdarzeń podczas etapu procedury ICSI
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Application for event detection during ICSI procedure step
Opiekun pracy mgr inż. Magdalena Mazur-Milecka Konsultant pracy
Cel pracy Celem projektu jest opracowanie, realizacja i ocena aplikacji, której zadaniem jest detekcja i kontrola zdarzeń podczas ostatniego etapu procedury ICSI ((intracytoplasmic sperm injection) – etapu wprowadzenia plemnika do komórki. System powinien poprawnie rozpoznać wszystkie elementy biologiczne na zdjęciach laboratoryjnych, sprawdzić poprawność ich ułożenia oraz kontrolować proces wtłaczania zawartości strzykawki.
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy z zakresu: procedur metody in-vitro; podobnych istniejących rozwiązań; algorytmów widzenia komputerowego i uczenia maszynowego.
2. Analiza projektowa – specyfikacja wymagań obejmująca: wybór metod detekcji, wybór mierzonych parametrów, projekt architektury systemu.
3. Opracowanie projektu systemu (decyzje projektowe z zakresu wykorzystania technologii, algorytmów oraz propozycja istotnych parametrów).
4. Projekt graficzny interfejsu.
5. Przygotowanie zbioru treningowego.
6. Implementacja systemu.
7. Weryfikacja poprawności działania oprogramowania (testowanie).
8. Sformułowanie wniosków.
9. Stworzenie dokumentacji technicznej pracy oraz instrukcji użytkownika.
Źródła 1. Czasopisma z biblioteki IEEE eXplore oraz ACM
2. Gianpiero D Palermo, Queenie V Neri, Takumi Takeuchi, Simon J Hong, Zev Rosenwaks „Intracytoplasmic sperm injection: technical aspects”, Textbook of Assisted Reproductive Technologies Laboratory and Clinical Perspectives, 2009 Informa UK Ltd
3. Elder K. and Dale B., ”In-Vitro Fertilization”, Cambridge University Press, 2011
4. K. He, G. Gkioxari, P. Dollár and R. Girshick, "Mask R-CNN," 2017 IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV), Venice, 2017, pp. 2980- 2988.
5. Y. Wu, A. Kirillov F. Massa, W. Lo, R. Girshick, “Detectron2” 2019 Efekt praktycznych prac na
zakończenie semestru 6 (do ostatniego dnia zajęć)
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz wybór technologii i algorytmów,
Przygotowanie zbioru treningowego,
Implementacja i wstępne przetrenowanie co najmniej dwóch różnych algorytmów detekcji.
Przetestowanie podstawowych metod widzenia komputerowego w celu detekcji ruchu płynów w strzykawce.
Liczba wykonawców 1
Uwagi Temat w szczególności dla studentów „Informatyka w medycynie”, język Python
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Prototyp aplikacji do wizualizacji danych termograficznych w rzeczywistości mieszanej Hololens
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
The prototype of the Hololens mixed reality thermographic data visualization application
Opiekun pracy dr hab. inż. Mariusz Kaczmarek, prof. PG Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest opracowanie oprogramowania do wizualizacji danych termograficznych i RGB w technologii rzeczywistości mieszanej (Mixed Reality) oferowanej przez środowisko MS Hololens.
Założenia:
- zbiór wejściowy sekwencje termograficzne i sekwencje obrazów RGB, - zbiór obrazów parametrycznych wyznaczonych na podstawie sekwencji termograficznych.
- analiza metod fuzji danych do prezentacji w rzeczywistości mieszanej.
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy,
2. Analiza projektowa systemu,
- rejestracja termogramów, obrazów parametrycznych ze zdjęciami RGB - analiza metod fuzji danych do prezentacji w rzeczywistości mieszanej, 3. Opracowanie projektu systemu (decyzje projektowe z zakresu
wykorzystania technologii, algorytmów oraz propozycja istotnych parametrów wizualizacji).
4. Projekt graficzny interfejsu.
5. Projekt i implementacja warstwy softwarowej 6. Testy w warunkach rzeczywistych,
7. Opracowanie dokumentacji technicznej i instrukcji użytkownika.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
- Raport teoretyczny – wstęp do pracy , analiza stanu wiedzy, założenia projektowe,
- Aplikacja umożliwiająca komunikację z urządzeniem MS Hololens.
Źródła 1. Dokumentacja MS Hololens, Mixed Reality Toolkit
2. M. Kaczmarek, A. Nowakowski, „Active Dynamic Thermography in Medical Diagnostics” in Application of Infrared to Biomedical Sciences, 2017, pp. 291-311, Springer Singapore 2017
3. M. Garon, P. Boulet, J. Doiron, L. Beaulieu and J. Lalonde, "Real-Time High Resolution 3D Data on the HoloLens," 2016 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR-Adjunct), Merida, 2016, pp. 189-191, doi: 10.1109/ISMAR-Adjunct.2016.0073.
4. Allen G. Taylor. 2016. Develop Microsoft HoloLens Apps Now, Apress, 5. Matthew G. Hanna, Ishtiaque Ahmed, Jeffrey Nine, Shyam Prajapati,
Liron Pantanowitz; Augmented Reality Technology Using Microsoft HoloLens in Anatomic Pathology. Arch Pathol Lab Med 1 May 2018; 142 (5): 638–644. doi: https://doi.org/10.5858/arpa.2017-0189-OA
Liczba wykonawców 1
Uwagi IwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Prototyp aplikacji multimodalnego systemu biometrycznego
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
The prototype of the multimodality biometric system software
Opiekun pracy dr hab. inż. Mariusz Kaczmarek, prof. PG Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest opracowanie oprogramowania systemu biometrycznego multimodalnego bazującego na dwóch czujnikach biometrycznych: skanerze tęczówki oka VistaFA2 oraz skanerze linii papilarnych (Futronic FS88) do wyznaczania wektorów cech biometrycznych.
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy, 2. Analiza projektowa systemu:
- zdjęcie tęczówki rejestrowane za pomocą specjalnej kamery (wyposażenie stanowiska) - generacja kodu tęczówki,
- zdjęcie odcisku palca rejestrowane za pomocą specjalnego sensora (wyposażenie stanowiska) - generacja wektora minucji,
- decyzje projektowe dot. serwera bazodanowy,
- analiza elastycznego definiowania punktu pracy systemu, metod fuzji i klasyfikacji.
3. Opracowanie projektu systemu (decyzje projektowe z zakresu wykorzystania technologii, algorytmów oraz propozycja istotnych parametrów wizualizacji).
4. Projekt graficzny interfejsu.
5. Projekt i implementacja warstwy softwarowej 6. Testy w warunkach rzeczywistych,
7. Opracowanie dokumentacji technicznej i instrukcji użytkownika.
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
- Raport teoretyczny – wstęp do pracy , analiza stanu wiedzy, założenia projektowe
- aplikacja umożliwiająca pobranie skanu tęczówki oka oraz obraz linii papilarnych
Źródła 1. Dokumentacja Fultronic
2. R. Bolle, J. Connel, inni, Biometria, WNT, 2016
3. John Daugman, How Iris Recognition Works. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL. 14, NO. 1, JANUARY 2004. 21
Liczba wykonawców 1
Uwagi IwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Stanowisko laboratoryjne do demonstracji i badania przetwornic DC/DC
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Laboratory setup for demonstration of basic properties of DC/DC converters
Opiekun pracy dr inż. Adam Bujnowski Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest przygotowanie i wykonanie stanowiska laboratoryjnego pozwalającego na przeprowadzenie demonstracji działania przetwornic DC/DC w ich podstawowych konfiguracjach pracy – tj: buck, boost, inverter, cuk, sepic. Pzetwornice DCDC są kluczowym elementem pozwalającym na dostosowanie zasilania do możliwości używanego źródła stosowane m.in. w urządzeniach medycznych. Znajomość sposobu ich pracy i doboru
parametrów jest istotna z uwagi na koszt rozwiązania, sprawność przemiany energii jak i minimalizację zakłóceń. To ostatnie ma duże znaczenie przy pomiarach biosygnałów.
Zadania do wykonania 1. Zapoznanie się z zasadą działania podstawowych przetwornic DC/DC 2. Zapoznanie się z rodzajami i sposobem sterowania układów pracujących w roli klucza
3. Opracowanie uniwersalnego stanowiska z podstawowymi konfiguracjami pracy (przełączane) – określenie podstawowych zakresów pracy
(częstotliwość , zakresy napięć, zakres współczynnika wypełnienia) 4. Projekt sterowania pracą przetwornicy – dobór mikrokontrolera, jego peryferiów i zabezpieczeń
5. Projekt i realizacja opracowanych rozwiązań
6. Testy układu, określenie warunków roboczych weryfikacja wyników z teorią
7. Opracowanie wniosków końcowych i propozycji przebiegu ćwiczenia 8. Zredagowanie treści pracy
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
1. Raport teoretyczny – wstęp do pracy opisujący podstawowe konfiguracje przetwornic DC/DC
2. Dobór mikrokontrolera i oprogramowanie pozwalające na regulację współczynnika wypełnienia i częstotliwości podstawowej
synchronicznie na kilku (2-4) wyjściach mikrokontrolera
3. Koncepcja stanowiska pomiarowego – sposób przełączania układów, projekt części mechanicznej
4. Zrealizowana w formie prototypu min 1 wersja przetwornicy DC/DC podłączona do mikrokontrolera
Źródła 1. Paul Horowitz, Sztuka elektroniki
2. S. Socloff Zastosowania Analogowych ukladów scalonych 3. Joseph J. Carr, Zasilacze urządzeń elektronicznych, BTC 4. Noty katalogowe wybranych komponentów
5. Lopa, Shafinaz & Hossain, Shahzad & Hasan, M & Chakraborty, T.
(2016). Design and Simulation of DC-DC Converters. International Research Journal of Engineering and Technology. 3. 62-70.
6. Biswal, Mousumi & Sabyasachi, Sidharth. (2012). A Study on Recent DC-
DC Converters. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA). 2. 657-663.
7. Mojtaba Forouzesh, YamP.Siwakoti, Saman A. Gorji, Frede Blaabjerg and Brad Lehman, Step-Up DC–DC Converters: A ComprehensiveReview of Voltage-Boosting Techniques,Topologies, and Applications, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 32, NO. 12, DECEMBER 2017
8. Miguel Andrade, Vitor Costa, DC-DC Buck Converter with Reduced Impact, Procedia Technology, Volume 17, 2014, Pages 791-798, ISSN 2212-0173, https://doi.org/10.1016/j.protcy.2014.10.209.
Liczba wykonawców 1
Uwagi Planowane wykorzystanie jako stanowisko laboratoryjne w ramach przedmiotu
EwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Detektor zbliżeniowy wykorzystujący elementy LC wykonane na płytce drukowanej
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Proximity detector with printed circuit board LC circuit
Opiekun pracy dr inż. Adam Bujnowski Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest wykonanie i zbadanie parametrów generatora LC wykorzystującego obwód rezonansowy LC w postaci płytki drukowanej (PCB) z tym, że pojemność pomiarowa musi być sprzęgnięta indukcyjnie.
Sygnałem wyjściowym takiego układu jest zmieniająca się częstotliwość w funkcji odległości czujnika od obiektu badanego. Obiektem badanym w układzie jest ciało człowieka. Generatory LC mogą być wykonane w kilku podstawowych konfiguracjach – drugim celem pracy jest dobór generatora i jego konfiguracji w celu uzyskania największej czułości. Proponowane rozwiązanie ma na celu budowę detektora obecności ciała w
bezkontaktowych aplikacjach akwizycji biosygnałów takich jak np.
pojemnościowe EKG Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy :
b. Zapoznanie się z zasadą działania generatorów LC c. Zapoznanie się z parametrami materiałowymi laminatu
epoksydowego oraz możliwościami realizacji elementów pojemnościowych i indukcyjnych
2. Analiza możliwości wykorzystania generatorów w konfiguracji Collpittsa, Maissnera i Hartleya do budowy detektora zbliżeniowego.
3. Projekt i realizacja układów LC w postaci obwodu PCB.
4. Projekt i realizacja układów generatorów współpracujących z zaprojektowanym czujnikiem
5. Projekt i realizacja finalnej wersji układu zapewniającego najbardziej korzystne warunki detekcji.
6. Badanie właściwości układu
7. Wnioski końcowe i redagowanie treści pracy Efekt praktycznych prac na
zakończenie semestru 6
1. Raport techniczny (część wstępu do pracy) opisujący właściwości laminatu i podłoża, sposoby projektowania i analizy elementów LC z użyciem obwodów drukowanych (w tym wielowarstwowych) oraz metodami projektowania transformatorów z użyciem PCB
2. Raport techniczny (część wstępu do pracy) z opisem typowych konfiguracji generatorów LC i analizą ich stosowalności w projekcie 3. Obliczenia punktu pracy dla układów generatorów
4. Prototyp minimum 1 wersji generatora zrealizowany na elementach dyskretnych z dyskretnymi elementami obwodu LC
Źródła 1. Paul Horowitz, Sztuka elektroniki
2. S. Socloff Zastosowania Analogowych ukladów scalonych
3. Fuada, Syifaul & Elmunsyah, Hakkun & Suwasono, Suwasono. (2016).
Design and Fabrication of LC-Oscillator Tool Kits Based Op-Amp for Engineering Education Purpose. Indonesian Journal of Electrical
Engineering and Computer Science. 1. 88. 10.11591/ijeecs.v1.i1.pp88- 100.
4. Pandiev, Ivailo. (2006). Analysis and design of LC amplifiers and LC oscillators using current-feedback amplifiers. International Journal of Electronics - INT J ELECTRON. 93. 663-677.
10.1080/00207210600645812.
5. Pietro Andreani,A Study of Phase Noise in Colpitts andLC-TankCMOS Oscillators, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 40, NO. 5, MAY 2005
6. https://www.semanticscholar.org/paper/Design-and-modelling-of-two- layer-inductor-on-PCB-%C5%A0a%C5%A1i%C4%87-
Damnjanovic/8189b46e11ef132d024d6e5429be1ed94a1ae9c8/figure/
2 Liczba wykonawców 1
Uwagi EwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Elektroniczny model fałdomierza impedancyjnego
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Electronic model of impedance folder
Opiekun pracy dr inż. Adam Bujnowski Konsultant pracy
Cel pracy Celem pracy jest projekt i wykonanie elektronicznej wersji fałdomierza – urządzenia do określania lokalnej grubości tkanki tłuszczowej. Pomiar powinien odbywać się za pomocą pomiarów impedancji pomiędzy zestawem odpowiednio rozmieszczonych elektrod pomiarowych. Na tej podstawie dokonywana będzie (w późniejszym etapie) rekonstrukcja grubości tkanki tłuszczowej pod zestawem elektrod.
Zadania do wykonania 1. Analiza stanu wiedzy :
-Zapoznanie się z zasadą pomiarów bioimpedancyjnych
- Przegląd dostępnych rozwiązań układowych do pomiaru impedancji - zapoznanie się z pojęciem czułości przestrzennej i jej modelowania za pomocą układu elektrod pomiarowych
3. Projekt matrycy elektrod stosowanej w pomiarach – określenie kształtu, ilości i wzajemnego ułożenia elektrod
4. Projekt układu przełączającego elektrody
5. Projekt i realizacja układu do pomiaru impedancji
6. Realizacja pomiarów w układach fantomowych oraz opracowanie systemu składowania danych
7. Określenie właściwości i cech metrologicznych układu pomiarowego 8. Wnioski końcowe i redagowanie treści pracy
Efekt praktycznych prac na zakończenie semestru 6
1. Raport techniczny (część wstępu do pracy) opisujący stan wiedzy w zakresie pomiarów impedancyjnych a w szczególności tomografii impedancyjnej
2. Raport techniczny dotyczący przeglądu układów i technik pomiarowych – zrealizowany dobór komponentów
3. Opracowany fantom/ zestaw fantomów pomiarowych 4. Wstępne pomiary z użyciem płytek i modułów ewaluacyjnych Źródła 1. Paul Horowitz, Sztuka elektroniki
2. S. Socloff, Zastosowania Analogowych układów scalonych, WKŁ 3. F. Triantis, A. Demosthenous, M. Rahal, H. Hong and R. Bayford, "A
multi-frequency bioimpedance measurement ASIC for electrical impedance tomography," 2011 Proceedings of the ESSCIRC (ESSCIRC), Helsinki, 2011, pp. 331-334, doi: 10.1109/ESSCIRC.2011.6044974.
4. H. Ha et al., "A bio-impedance readout IC with frequency sweeping from 1k-to-1MHz for electrical impedance tomography," 2017 Symposium on VLSI Circuits, Kyoto, 2017, pp. C174-C175,
5. Tushar Kanti Bera, Applications of Electrical Impedance Tomography ({EIT}): A Short Review, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Mar 2018, IOP Publishing, vol 331
6. Wtorek, Jerzy. (2003). Techniki elektroimpedancyjne w medycynie.
Monografie nr 43., (43), 1-165.
7. Joseph D. Bronzino, Biomedical Engineering Handbook 2 , Springer Science & Business Media, 15 lut 2000
Liczba wykonawców 1
Uwagi EwM
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)
Oprogramowanie etykietowania obrazów medycznych dla potrzeb uczenia maszynowego
Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)
Medical image labeling software for machine learning
Opiekun pracy mgr inż. Natalia Głowacka
Konsultant pracy dr hab. inż. Jacek Rumiński, prof. PG
Cel pracy Celem pracy jest opracowanie, realizacja i ocena oprogramowanie etykietowania obrazów medycznych dla potrzeb uczenia maszynowego.
Zadania do wykonania Analiza stanu wiedzy z zakresu metod etykietowania obrazów medycznych dla potrzeb uczenia maszynowego. Analiza powiązanych formatów danych. Analiza podobnych rozwiązań (w tym istniejących pakietów oprogramowania).
Analiza projektowa (specyfikacja wymagań obejmująca: rodzaj obsługiwanych obrazów – formaty, itp., sposób reprezentacji opisów – formaty, itp., specyfikacja kategorii możliwych adnotacji, zapis informacji o opisującym, itp. Oprogramowanie powinno obsługiwać formaty DICOM i formaty obrazów termograficznych. Powinno być zrealizowane w systemie klient-serwer z wykorzystaniem technologii typu HTML/JavaScript i Python (i/lub technologii powiązanych). Ważne jest, aby umożliwiało możliwość zapisu wyników w różnych formatach konwersję pomiędzy formatami.
Oprogramowanie może stanowić rozbudowana/zaadaptowaną wersję istniejących pakietów.
Wybór dwóch przykładowych baz danych do testowania opisów.
Opracowanie projektu oprogramowania zgodnie z wymaganiami
(decyzje projektowe z zakresu wykorzystania technologii, wyboru gotowych baz danych do treningu modeli, wyboru metryk oceny wyników,
przygotowania danych testowych, opracowanie projektu zgodnie z wymaganiami, opracowanie sposobu wizualizacji wyników)
Realizacja oprogramowania. Przeprowadzenie testów. Sformułowanie i dyskusja wniosków z uzyskanych wyników prac.
Efekt praktycznych prac na zakończenie zajęć semestru 6
Raport pisemny obejmujący wyniki analizy stanu wiedzy, analizy projektowej oraz opis prototypu oprogramowania w zakresie odczytu danych, prezentacji danych i opisu obrazów.
Efektem praktycznym prac na koniec zajęć semestru 6 powinien być prototyp oprogramowania w zakresie odczytu danych, prezentacji danych i opisu obrazów.
Źródła 1. Czasopisma z biblioteki IEEE eXplore oraz ACM 2. Przegląd oprogramowania do etykietowania danych:
https://github.com/heartexlabs/awesome-data-labeling (data dostępu:
styczeń 2020).
3. Computer Vision Annotation Tool (CVAT),
https://github.com/openvinotoolkit/cvat (data dostępu: styczeń 2020).
4. C. J. Rapson, B. Seet, M. A. Naeem, J. E. Lee, M. Al-Sarayreh and R. Klette,
"Reducing the Pain: A Novel Tool for Efficient Ground-Truth Labelling in Images," 2018 International Conference on Image and Vision Computing New Zealand (IVCNZ), Auckland, New Zealand, 2018, pp. 1-9,
Liczba wykonawców 1
Uwagi Temat kierowany głównie do studentów „informatyki w medycynie”