Laboratories

Laboratories and laboratory equipments

Z významnějšího přístrojového vybavení FBMI lze jmenovat unikátní systém MRI SISCO 85/310, který byl z Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg, NSR (v rámci trojstranné spolupráce UK, ČVUT a DKFZ) převezen do Prahy. V současné době je systém začleněn v Laboratoři MRI na pracovišti na Albertově, kde je také možné nalézt více informací o relevantních projektech.

 

Laboratory of excimer laser (Albertov)

     

Experimental equipment:

  • KrF a ArF excimer laser Compex 205F for layers fabrication via pulsed laser deposition
  • Contact angle measurement system Krüss DS 100 for determination of wetting and surface energy
  • Atomic Force Microscope Solver Next (NT- MDT) for measuring of topography, elastic properties, adhesion microhardness
  • Fourier Transform InfraRed Spectrometer (Nicolet 6700) for chemical analysis of layers and materials (gases, liquids, solids)
  • Rapid Thermal Annealing device - Solaris 75 (Surface Science Integration) for prepared layers modification (recrystallization)
  • Profilometer Alphastep IQ (KIA Tencor) for thickness and roughness measurement
  • UV-VIS fibre spectrometer USB2000+ (Ocean optics) with range of 200-900 nm for spectrophotometric (transmittance, reflectance) and fluorescent measurement, including suprasil cuvette for UVrange and integration sphere for measurement of diffusion surfaces
  • Detailed information regarding our laboratory can be found at Nanocomposite and nanocrystalline materials for implantology and biomedicine.

Topics of interest:

  • Fabrication and study of thin layers of materials for implantology, tissue engineering and medicine. We fabricate and study thin layers of biocompatible materials, namely (Hydroxyapatite, Diamond-like-carbon, Titanium dioxide, Silver, Organic and polymer materials, Bioglass, zircon, doped biocompatible layers). The goal is to develop new types biocompatible thin layers for application in medicine and sensor fields.
  • Modification of implant surface - We modify the surface of implant materials via mechanical, laser, and plasma (O2, NH2, O3) treatment for better biocompatibility. Resulting surfaces are studied with emphasis on support or inhibition of different cell growth.
  • Interaction study of UV laser irradiation with material - Interaction process of laser irradiation with material (biological tissue) is studied with thermocamera, fast infrared detectors, optically and spectroscopically. Damage or modification of tissue is evaluated in cooperation with medical faculties.
  • Preparation of nanoparticles of metals and silicon - We synthetize nanoparticles via pulsed laser ablation in liquid for drug delivery systems and biomolecular tagging.

Laboratory of Department of Natural Sciences, responsible person prof. Ing. Miroslav Jelínek, DrSc.

Detailed information regarding our laboratory can be found at Nanocomposite and nanocrystalline materials for implantology and biomedicine.

Laboratories which are being developed in 2007 and funding by Ministry of Education (Development and transformation projects)

Laboratory of biofeedback experimental education (Albertov)

The laboratory was founded in 2007 year within framework of the MSMT project in newly reconstructed building of the joint workplace of the Czech Technical University in Prague and Charles Universtity at campus of the 1st Medical Faculty of the Charles University. Basic equipment is consists of hi-tech US stations designated for realization of all practically used types of the biofeedback, i.e. EEG, ECG, GSR, HRV, BVP, RR, RA, Temp, including software with possibility to generate graphical and textual data-outputs, appropriate for the solution of student tasks in all variants of study (bachelors, masters and doctoral). Within the frame of project-oriented tecahing it will be possible to solve biofeedback tasks from different points of view — as a biomedical engineering task (scanning, processing and visualization, biocybernetical point of view), but especially as a interdisciplinar bio-medical task, solving parts in view of medicine. On the project participates: Faculty of BioMedical Engineering from CTU in Prague, Faculty of Electrical Engineering from CTU in Prague and the 1st Medical Faculty of the Charles University.

Laboratory of The joint workplace of the Czech Technical University in Prague and Charles University, responsible person Jiří Brada, M.Sc.

Laboratory of biotelemetry systems education (Albertov)

The laboratory was founded in 2007 year within the framework of the MSMT project in newly reconstructed building of the joint workplace of the Czech Technical University in Prague and Charles Universtity at campus of the 1st Medical Faculty of the Charles University. Basic equipment is consists of hi-tech US stations designated for realization of all practically used types of the biofeedback, i.e. EEG, ECG, GSR, HRV, BVP, RR, RA, Temp, including software with possibility to generate graphical and textual data-outputs, appropriate for the solution of student tasks in all variants of study (bachelors, masters and doctoral). Within the frame of project-oriented teaching it will be possible to solve biofeedback tasks from different points of view — as a biomedical engineering task (scanning, processing and visualization, biocybernetical point of view), but especially as a interdisciplinar bio-medical task, solving parts in view of medicine. On the project participates: Faculty of BioMedical Engineering from CTU in Prague, Faculty of Electrical Engineering from CTU in Prague and the 1st Medical Faculty of the Charles University.

Laboratory of The joint workplace of the Czech Technical University in Prague and Charles University, responsible person Dr. Karel Hána

Laboratory of parallel processing of multimodal biomedical data education (Albertov)

The laboratory was founded in 2007 year within framework of the MSMT project in newly reconstructed building of the joint workplace of the Czech Technical University in Prague and Charles Universtity at campus of the 1st Medical Faculty of the Charles University. The laboratory is equiped with the computer cluster composed of 5 computational nodes with specialized software tools for the support of the teaching of the biomedical data processing (2D and 3D — especially from NMR and MRI and also multidimensional data and solution of the biomedical tasks). The goal is to familiarize students of the biomedical informatics and medical engineering with the modern computational processes and algorithms, practically used in multimodla biological data processing, and give them a space and sufficiently advanced technological background to application of the acquired knowledge in this field. Students have possibility to try most of the fundamental algorithms, used in the area of multimodal biomedical data processing and do their excercises, home excercises, bachelors and master thesis on solution of the up-to-date tasks from medical practise.

Laboratory of The joint workplace of the Czech Technical University in Prague and Charles University, responsible person Jan Kašpar, M.Sc.

Center for biology and gene engineering of the Czech Technical University (CTU) (1st floor, tower building A)

Centrum včetně laboratoří je budováno v roce 2007 rámci rozvojového projektu MŠMT.

Laboratoř katedry přírodovědných oborů, odpovědný správce laboratoře Mgr. Veronika Vymětalová

Laboratory of biophysics (ground floor – No. 16)

Laboratoř je budována v roce 2007 rámci rozvojového projektu MŠMT.

Laboratoř katedry přírodovědných oborů, odpovědný správce laboratoře Doc. Ing. Miroslav Jelínek, DrSc.

Laboratories build before 2007 and used for educational and research activities at faculty in Kladno

Computer laboratory (ground floor – PU7)

Computer laboratory PU7 serves for teaching of courses from area of the information and computer science, escpecially: „Algorithms for biosignal processing in C“, „Database systems“, „Internet and medical informatics“, „Introduction to systems and signals“. The laboratory is equipped with 20 Pentium-class computers and with laser printer, designated for students. Built-in dataprojector is connected to the teachers computer and it is attended for tutorial purposes. In addition, the laboratory is accredited for carrying of the ECDL (European Computer Driving Licence) tests for obtaining certificates of the computer literacy.

Laboratory of faculty, responsible person Dr. Pavel Smrčka

Computer study room (ground floor – PU8)

The computer study room is stated for students of the Faculty of Biomedical Engineering and is used for performance of student tasks. The entrance is limited for students and CTU employees with identity cards. The open ours are defined by valid directions for the computer study room. There are twenty pentium series computers, one scanner and one color printer at disposal in this room. For presentations one can use data projector, too.

Laboratory of faculty, responsible person Dr. Zoltán Szabó

Laboratory of medical devices (ground floor – č. 9)

Laboratoř lékařské přístrojové techniky je výuková laboratoř, jež má seznámit studenty nejen s principy různých lékařských přístrojů, ale umožnit jim také s jednotlivými přístroji pracovat. Vše je od základu koncipováno jako nemocniční pokoj (od rozvodu elektrické energie, rozvodu medicinálních plynů používaných na jednotkách ARO a JIP, až po nainstalované lékařské přístroje.

Hlavní téma, které se v laboratoři vyučuje a zkoumá, je umělá plicní ventilace. Jsou zde zastoupeny jak komerčně dostupné ventilátory, tak i ventilátory vyvinuté v rámci skupiny zabývající se umělou plicní ventilací, složené z odborníků z ČVUT FBMI, dále z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy (oddělení ARO FNKV) a firmy ELMET v Přelouči. Z komerčně dostupných ventilátorů lze jmenovat dva exempláře ventilátorů VEOLAR od společnosti Hamilton Medical (viz obrázek vlevo). Jedná se o konvenční ventilátory s monitorováním průběhu ventilace a možností nastavovat téměř libovolný parametr ventilace včetně tvaru průtokové křivky.

V případě selhání konvenční ventilace u postiženého pacienta existuje možnost použít nějakou nekonvenční ventilační techniku. V poslední době věnováno mnoho pozornosti vysokofrekvenční umělé plicní ventilaci, která vyžaduje ještě hodně zkoumání a vývoje technických prostředků na její zajištění, nicméně již proniká do klinické praxe jako moderní a progresivní ventilační technika. Mezi nejčastěji používané komerční vysokofrekvenční ventilátory patří oscilační ventilátor SensorMedics 3100B (viz obrázek vlevo), který nám poskytla společnost SensorMedics (Yorba Linda, California, USA) pro výzkum a výuku. Podrobný popis uspořádání a vybavení laboratoře je uveden zde.

Laboratoř katedry biomedicínské techniky, odpovědný správce laboratoře Doc. Ing. Karel Roubík, Ph.D.

Laboratory of medical imaging systems (ground floor – No. 10)

Laboratoř vznikla jako výsledek řešení projektu FRVŠ s názvem Laboratoř zobrazovacích systémů v lékařství −2223/2006. Laboratoř poskytuje studentům náhled na principy tvorby vzniku obrazových dat používaných v lékařství, na princip metod jejich snímání, digitalizaci a následného zpracování, na princip funkce a vlastnosti snímacích obrazových prostředků. Všechny takovéto poznatky jsou pak výchozím předpokladem ke správnému postupu technika ve zdravotnickém zařízení při výběru a aplikaci dané modality a též nezbytným minimem pro zajištění potřebné kvality výsledných obrazových dat. V laboratoři probíhá výuka studentů FBMI ČVUT v předmětech Konvenční zobrazovací systémy v biologii a lékařství a Tomografické zobrazovací systémy v biologii a lékařství, ale i studentů 1. LF UK v předmětech Zobrazovací technika. Podrobný popis uspořádání a vybavení laboratoře je uveden zde.

     

Laboratoř katedry biomedicínské techniky, odpovědný správce laboratoře Ing. Jiří Hozman, Ph.D.

Laboratory of medical electronics fundamentals education (ground floor – No. 11)

Laboratoř lékařské elektroniky je v současné době vybavena nejkomplexněji. Je to dáno zejména tím, že zde probíhá výuka předmětu Základy lékařské elektroniky, který je velmi důležitou prerekvizitou i pro mnoho dalších předmětů. Laboratoř je koncipována jak pro výuku max. 20 studentů, tak i pro výuku menšího počtu studentů. V zásadě se jedná o to, že laboratoř je vybavena pro dva základní účely. Jedním z nich je možnost, ověřit si teoretické poznatky získané při přednáškách a druhým je snaha zajistit potřebné zázemí laboratorních přístrojů a polytechnických pomůcek pro účely laboratorních experimentů a měření. Proto je laboratoř rozdělena uspořádáním laboratorních stolů na dvě poloviny. Jedna polovina slouží pro 5 pracovišť vybavených počítači a elektronickou stavebnicí od fy RC didactic z ČR, které jsou velmi vhodné pro ověření teoretických poznatků. Druhá polovina pak slouží pro 5 až 10 pracovišť (dle potřeby) pro praktickou výuku elektroniky. Má se tím na mysli, že na pracovišti je k dispozici pájecí souprava, stabilizované napájecí zdroje, signálové generátory, analogové osciloskopy, paměťové osciloskopy a různé nářadí používané v elektronice. V laboratoři je připraveno též mnoho polytechnických stavebnic, či pomůcek. V návaznosti na úvod této kapitoly lze konstatovat, že jsou k dispozici právě tři úrovně složitosti výše zmíněných stavebnic. Lze též konstatovat, že i když je FBMI výukovým pracovištěm s neelektrotechnickým zaměřením, tak vybavení této laboratoře zcela jistě splňuje požadavky na zajištění tzv. elektrotechnického minima u neelektrotechnických oborů.

     

Laboratoř katedry biomedicínské techniky, odpovědný správce laboratoře Ing. Josef Chaloupka

Laboratory of biosignals (ground floor – No. 12)

Laboratory of biosignals is dedicated to learn, there students understand of measurement principles of basic healthy-signals (EKG, EEG, evokes potentials, inspiratory signals, pressure curve, signals bioimpedance, etc.), their properties and methods for processing and imaging. Laboratory is equipped by sytems BIOPAC® company. Laboratory is prepeared for typical healthy environment according to its determination. There is an electricity network 230V/50 Hz by insulated electricity system.

 

Laboratory was built in 2005 from FRVŠ resources including project number 2413/2005 „Educational Biosignals laboratory“.

Laboratory of Department of biomedical informatics, responsible person, Dr. Jan Kauler

Laboratory of biosensors (ground floor – No. 13)

Laboratory of biosensors is conceived as a laboratory with devices for laboratory education covering the area of biosensors. There is a few laboratory packs of measuring tasks including following areas:

anemometer with warmed sensors, measurement o fair humidity, measurement of pH, measurement of water conductance, use of accelerometer for measurement of sway and vibrations, physiological features of the human vision and hearing, detection of gases and chemical vapours, ultrasound sensor, measurement of blood pressure and pulse by digital oscilloscope, deformation sensor of power, induction sensor of position – LVDT, spectral characteristics of light, measurement of lighting, use of IR sensors, determination of coefficient of the material heat conductance. The images show selected laboratory devices for the tasks mentioned above.

     

     

Laboratory of the Department of biomedical technology, responsible person Martin Rožánek, M.Sc.

 

Laboratory of biophotonics (ground floor – No. 14)

Laboratoř Biofotoniky je výuková laboratoř, která je vybavena optickými a laserovými zařízeními používanými jak pro různé diagnostické účely (rentgenovská diagnostika, optická tomografie, infračervená a mikrovlnná termografie, optické manipulátory buněk), tak i pro lékařské zákroky (oční laserová chirurgie, laserová litotrypsie, laserová angioplastika, kardiochirurgie, dermatologie, onkologie – laserová fotodynamická terapie, atd.). Základem laboratoře je optický mikroskop, spektrofotometr a řada nízkovýkonových laserů a dalších optických přístrojů (goniometr, refraktometr, apod). Mikroskopický systém BX 51 firmy Olympus s digitálním mikrofotografickým systémem CAMEDIA, tvořeným digitálním fotoaparátem C7070 (viz obrázek vlevo), který je propojen s počítačem, s instalovaným softwarovým vybavením programem QuickPHOTO MICRO 2.0.

Pomocí tohoto softwaru je možné i časosběrné snímání pozorovaných zorných polí. Laboratoř je dále vybavena 3-kanálovým spektrofotometrem MC 2003 firmy Ocean Optics (viz obrázek vlevo). Spektrofotometr umožňuje studovat transmitanční, reflektanční a fluorescenční vlastnosti pevných látek a kapalin ve spektrální oblasti 200 – 1100 nm. Lze například měřit optické vlastnosti tkání, biokompatibilních materiálů, provádět biochemickou analýzu látek, měřit optické vlastnosti OLED (organických LED) displejů, měřit optické konstanty planárních vlnovodových biosenzorů, stanovit absorpční koeficienty, absorpční hrany a stanovit optické gapy látek, stanovit indexy lomu tkání atd. Ve spojení s nízkovýkonovými lasery umožňuje stanovit změny optických vlastností tkání po interakci s laserovým zářením o různých vlnových délkách a následně provést výběr nejvhodnějšího laseru pro různé lékařské zákroky (odstraňování žlučových kamenů, litotrypsii, stomatologii, atd.).

Laboratoř katedry přírodovědných oborů, odpovědný správce laboratoře Doc. Ing. Miroslav Jelínek, DrSc.

Laboratory of Chemistry, Physical Chemistry and Biochemistry (ground floor – No. 15)

 

The laboratory for teaching the practices in subjects: Chemie, Fyzikální chemie and Human biochemistry in the future. These practices serve for acquainting students with subjects theoretically taught and for demonstration of basic rules of Chemistry. In this laboratory we can find not only the basic equipment (chemicals, tools, laboratory glass, …) but also several analytical devices including the analytical digital scales, which are used by students of higher classes when working on team projects and bachelor works.

Laboratory is equipped with Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) Varian duo (flame and graphite furnace), which is designed for analysis of trace elements in liquid mattresses.

 

Further on there is the UV/VIS spectrophotometer Libra 22 used for assessing concentrations of solutions of plants’ pigments and antioxidants. It is also possible to measure optical attributes of various solutions, their absorption and transit of light and UV radiation, in this laboratory. Device is designed for quality and mainly for quantitative analysis, measuring of absorbancy and transmitancy of solutions and is also usable for measuring of time dependences, measuring of reaction kinetics. Other equipment e.g. digesters, mixers, heating plates, pH meters, water bath and ultrasound bath are used for preparing and executing both basic exercises and exercises involved in team projects and bachelor works.

Laboratory of Department of biomedical technology, responsible person Dr. Jana Zimová

Laboratory of the hospital information systems — HIS (tower building A, 3rd floor – No. 310)

The laboratory is build up under the European Social Fund (ESF). The actualities about this laboratory are presented on the project web site. It is a specialized laboratory designed for the subjects "Internet and medical informatics" and "Database systems" as well as for new subject like "Information technology in medicine". The HIS software will make possible students to:

- acquainted with basic principles of HIS construction

- acquainted with basic tasks of service

- acquainted with internal structure of HIS and the possibility of its modification or extension some of its functions

The HIS modules (bed-care module, ambulatory module, radiology, laboratory and billing & insurance modules) will used for simulation of real activities in hospital. There are twenty pentium series computers in this laboratory with standard Microsoft software and built-in projection techniques.

 

Laboratory of Department of biomedical informatics, responsible person Dr. Zoltán Szabó

 

 

Laboratory of rehabilitation engineering, ortotics and protetics and artificial organs (tower building A, 7th floor – No. 712)

Laboratoř je budována zejména z prostředků projektu ESF. Na WWW stránce tohoto projektu je také možné nalézt aktuální informace o budování laboratoře. V rámci projektu ESF je řešena problematika omezeného počtu experimentálních úloh, které budou částečně řešit vztahy v rámci velmi jednoduchých biomechanických soustav, budou se zabývat antropometrickými měřeními a též ověřením některých teoretických výpočtů, které studenti realizovali v rámci předmětu Biomechanika, biomateriály a biokompatibilita. Výraznou specifikou tvorby úloh v rámci ESF projektu je to, že se na jejich návrhu a realizaci podílí projektanti a výrobní dělníci společnosti BEZNOSKA, s.r.o. Z hlediska laboratorních úloh byly vybrány následující:

1. Biomechanika svalů část 1 (member superior)

2. Biomechanika svalů část 2 (member inferior)

3. Mechanika meziobratlového disku (ploténky)

4. Biomechanika hlavy kosti pažní (luxace — vykloubení)

5. Biomechanika středního ucha (impedanční transformátor)

6. Hrudní a břišní dýchání (úloha hrudního koše)

Výše uvedené úlohy se v současné době připravují do výuky. V laboratoři jsou také umístěny výukové pomůcky pro anatomii člověka (zejména z oblasti skeletu), které jsou vhodným doplňkem při výuce výše uvedených laboratorních experimentů. K dispozici jsou též výukové anatomické postery.

 

Laboratory of Department of biomedical technology, responsible person Dr. Jiří Hozman