Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze

Lékařská elektronika a bioinformatika

Rozvoj nových technologií s sebou přináší řadu možností, jak zlepšit náš každodenní život. Bez moderní techniky si už jen málokdo dokáže představit svůj běžný den. Na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze vznikají i aplikace, které mohou pomoci odhalit příznaky závažných nemocí a následně přispět k jejich úspěšné léčbě. Například pro pacienty s Parkinsonovou chorobou vzniká díky biomedicínskému výzkumu naděje na zmírnění jejich obtíží.
Jedním z hlavních proudů biomedicínského výzkumu, ve kterém dosahuje špičkových mezinárodních výsledků tým Ing. Jana Rusze, Ph. D., je zpracování biologických signálů pro účely vývoje inovativních diagnostických a terapeutických postupů u neurologických onemocnění, jakými jsou například Parkinsonova nemoc či roztroušená skleróza (viz také Vesmír 95, 22, 2016/1).
Pro vývoj léčby, stanovení přesné diagnózy a prognózy onemocnění je zásadní mít k dispozici vhodná objektivní měření, tzv. biomarkery, které úzce souvisejí s přítomností nebo progresí symptomů charakteristických pro danou nemoc. Mezi tyto biomarkery patří například měření očních pohybů, chůze, stability, jemné motoriky horních končetin či kvality řeči.
Naši schopnost mluvit tvoří dokonalá souhra velkého množství svalů řízená několika mozkovými centry. Hodnocení kvality řeči má proto dobrý potenciál být extrémně citlivým biomarkerem neurodegenerativních změn, neboť charakter poruchy řeči úzce souvisí s oblastí postižení mozku. Přesná lokalizace postižené oblasti pak může napomoci k diferenciální diagnostice mezi různými typy neurologických chorob. Například řeč u pacienta s Parkinsonovou nemocí se běžně projevuje monotónním hlasem, zatímco u pacienta s roztroušenou sklerózou dochází k naprosto opačnému jevu, to jest k přehnané dynamice řeči.
Hlavním cílem výzkumu je vývoj nových technologií založených na metodách digitálního zpracování signálu pro identifikaci různých řečových dimenzí, jako je například chrapot, koktavost, zrychlené tempo řeči či nepřesná artikulace. Jedná se o vysoce interdisciplinární spolupráci mezi obory biomedicínského inženýrství, neurologie a lingvistiky. V praxi to vypadá zhruba tak, že pacient přijde na kliniku, kde s ním nejprve neurolog a neuropsycholog provede základní motorické a kognitivní testy, a poté je odeslán na vyšetření řeči za logopedem, který s ním nahraje jednoduchý patnáctiminutový řečový test. Pořízené signály pak zpracovávají a analyzují inženýři s využitím moderních metod strojového učení.
V současnosti je o výsledky výzkumu mimořádný mezinárodní zájem, což potvrzuje i získaný prestižní americký grant Michael J. Fox Foundation, na němž spolu s FEL ČVUT spolupracuje sedm medicínských univerzitních pracovišť z Kanady, USA, Německa, Rakouska, České republiky, Itálie a Francie. Cílem projektu je vytvořit jednoduchý screeningový test na bázi řeči pro zachycení Parkinsonovy nemoci již v jejích počátcích, což je základní předpoklad pro úspěch budoucích klinických studií zabývajících se vývojem neuroprotektivní léčby.
Dalším zajímavým tématem se ve spolupráci s lékaři z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy zabývá prof. Dr. Ing. Jan Kybic. n

Nový studijní program propojuje obory

Vedle studijních programů Elektrotechnika, energetika a management, Elektronika a komunikace, Kybernetika a robotika, Otevřená informatika, Otevřené elektronické systémy, Softwarové inženýrství a technologie, Elektrotechnika, elektronika a komunikační technika, Inteligentní budovy, Biomedicínské inženýrství a informatika, Letectví a kosmonautika je v plánu na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze od akademického roku 2018/2019 otevřít také nový program Lékařská elektronika a bioinformatika. Absolventi bakalářské etapy programu Lékařská elektronika a bioinformatika budou mít široký teoretický matematicko-fyzikální základ a rovněž hluboké znalosti z elektrotechniky, elektroniky, informatiky a počítačových věd, doplněné o biomedicínské základy a znalosti lékařských aplikací. V magisterské etapě studia si pak mohou vybrat specializaci v oblastech bioinformatiky, lékařské techniky, zpracování obrazů nebo zpracování signálů. bio.fel.cvut.cz

Špičkový výzkum propojený s praxí

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze, která se dlouhodobě řadí mezi první desítku výzkumných institucí v České republice, byla založena v roce 1950 a v dnešní době se skládá ze sedmnácti kateder. V oblasti výzkumu se podílí na konkrétních výzkumných a inovačních projektech na objednávku průmyslových partnerů a bezpečnostních a vojenských institucí. Účastní se kosmických projektů a pracuje pro státní agentury. Řeší řadu mezinárodních i tuzemských grantových projektů základního i aplikovaného výzkumu. V roce 2017 zahájila řešení devatenácti nových projektů Grantové agentury České republiky. Při posledním hodnocení nejlepších výsledků českého výzkumu vybraly expertní panely RVVI 276 českých prestižních publikací a patentů – z toho 14 patří autorům z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze. Důležitou činností Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze je také výchova nových odborníků a vědců. Na jednoho pedagoga na fakultě připadá v průměru jen sedm studentů, což umožňuje přímé osobní kontakty učitelů s každým studentem. Studenti se zapojují do výzkumných projektů často již během bakalářského studia. Fakulta má také rozsáhlou spolupráci se zahraničními institucemi, a proto mohou její posluchači využít širokou nabídku výměnných studijních pobytů a stáží.