Téma 1

Elektrické pole srdca na povrchu hrudníka možno na cca 80 % aproximovať dipolárnym rozložením elektrického napätia. Zvyšok predstavuje nedipolárna zložka. Toto percentuálne zastúpenie sa mení počas jednotlivých fáz srdcovej akcie za fyziologických podmienok, iným spôsobom za nefyziologických podmienok. Závisí tiež od typu použitého zobrazenia (mapy - izopotenciálová, izointegrálová, izochrónna). Môže tiež závisieť od použitého zvodového systému, teda od rozloženia elektród na hrudníku. Cieľom práce bude pripraviť softvér na automatický výpočet dipolárnej a nedipolárnej zložky elektrického poľa srdca pre rôzne zvodové systémy a pre rôzne druhy máp počas celej srdcovej akcie. Výpočet treba overiť na meraniach osôb bez kardiovaskulárnych ochorení aj na meraniach pacientov s vybranými kardiovaskulárnymi ochoreniami. Vstupy aj výstupy softvéru musia byť kompatibilné so zvodovými systémami implementovanými na mapovacom systéme ProCardio. Výstupy v textovom, numerickom aj grafickom formáte musia byť zrozumiteľné pre lekárov.

The electric heart field at the body surface can be approximated by a dipolar distribution of the electric voltage in about 80 %. The rest is a non-dipolar component. This percentage changes during separate phases of each heart beat under physiological conditions, in different way under non-physiological conditions. It also depends on the type of display (maps - isopotential, isointegral, isochronous). It may also depend on the used lead system, i. e. the distribution of electrodes on the thorax. The aim of the work is to prepare the software for automated calculation of dipolar and non-dipolar electric heart field components for several lead systems and for different map types of the entire heart beat. Calculations have to be checked-up using measurements on subjects without cardiovascular diseases and on patients with selected cardiovascular diseases. The inputs and outputs of the software must be compatible with the lead systems implemented at the mapping system ProCardio. Outputs in text, numerical and graphical form have to be comprehensible to physicians. .

Téma 2

Témou dizertačnej práce je meranie rozmerov 3D objektov použitím RTG mikrotomografie. Doktorand by sa mal venovať vyhodnoteniu a meraniu porozity konkrétnych materiálov, meraniu a rozmerovej analýze vnútornej štruktúry kompozitných materiálov. Cieľom zadania je rozvoj metód a etalónov kalibrácie meracieho systému a analýza neistôt výsledku merania.

The thesis will deal with measurement of 3D objects dimensions using X-ray microtomography. The student should devote to evaluation and measurement of porosity of concrete materials, measurement and dimensional analysis of internal structure of composite materials. The aim of the work is development of methods and calibration standards of the measuring system and analysis of the uncertainties of measurement results.

Téma 3

Cieľom dizertačnej práce je rozvinúť metódy merania prechodových elektrických charakteristík polovodičových prvkov a vyšetriť neistoty stanovenia veľkosignálových parametrov tranzistorov typu GaN HEMT.

The goal of the thesis is to explore measurement methods for determination of transient electrical characteristics of semiconductor devices and to determine uncertainties in determination of a large signal parameters of GaN HEMT transistors.

Téma 4

The aim of the thesis is to explore measurement methods for determination of local electrical characteristics of the functional parts of semiconductor devices and nano-structures using electrically conductive nanotips fixed on micro-manipulators in the scanning electron microscope.

Téma 5

Development of measuring methods for noninvasive assessment and imaging of the functional state of the heart at selected pathologies using multichannel electrocardiographic measurements, tomographic imaging of the chest and computer modeling of the cardiac electrical field. The applicant is expected to have knowledge of electromagnetic fields theory and use of numerical methods, as well as ability to program in Matlab and possibly in Comsol. Knowledge of professional English and ability to work with electronic information resources is required. During the study the PhD student will extend his knowledge of bioelectric measurements, medical imaging methods and numerical solving of electromagnetic fields using advanced software tools, and will acquaint himself with knowledge of cardiac electrophysiology.

Téma 6

Je dobre známe, že zmenšovanie rozmerov materiálov smerom k nanometrom vedie k získaniu nových chemických, fyzikálnych a konštrukčných vlastností, ktoré neboli pozorované na mikro- a makro-objektoch. Príkladom v oblasti magnetizmu sú napr. feromagnetické vlastnosti nanočastíc takých kovov a oxidov, ako sú napr. Au, Al2O3, ktoré sú tradičné považované sa diamagnetické, príp. nemagnetické. Doterajšie skúsenosti so štúdiom vlastností nanorozmerných častíc a nanosuspenzií zároveň vedú k otázke adekvátnosti aplikovania štandardných metód a metodík aj pre nanometrové objekty a k potrebe vývoja nových meracích metód a metodík vhodných pre oblasť nových nanomateriálov, pre ich vývoj a aplikácie. Témou dizertačnej práce je prispieť k rozvoju magnetických meracích zariadení, metód a metodík nanorozmerných prekurzorov, nanosuspenzií a kompozitných štruktúr. Dizertantovi je na školiacom pracovisku dispozícii Quantum Design SQUID magnetometer MPMS XL7. Zariadenie má unikátnu citlivosť 10^(-11) A m^2, dostatočnú na identifikáciu napr. nechráneného dotyku podložky pre prípravu tenkých vrstiev, alebo pre štúdium magnetických vlastnosti ľudských buniek alebo orgánov, napr. mozgu. Zariadenie umožňuje meranie magnetických momentov (DC aj AC) v rozsahu teploty 1,8 K až 400 K , pri aplikovanom jednosmernom magnetickom poli až 7 T a striedavej magnetickej susceptibility vo frekvenčnom rozsahu 0,01 Hz - 1000 Hz. Objekty merania budú pripravené na pracoviskách SAV a UK Bratislava, prípadne na spolupracujúcich pracoviskách v zahraničí. Dizertant bude oboznámený s činnosťou a obsluhou SQUID magnetometra. Komplementárne merania štrukturálnych, optických a iných relevantných vlastnosti budú urobené na spolupracujúcich domácich a zahraničných pracoviskách. Požiadavky na dizertanta: Základné poznatky z oblasti fyziky tuhých látok, XRD, SEM, TEM a optických spektrálnych metód. Ovládanie programov na spracovanie nameraných údajov. Výhodou sú skúsenosti s riešením príp. konštrukciou elektronických obvodov, prácou s kryogénnymi kvapalinami a dobrá znalosť anglického jazyka.

Téma 7

Anotácia:

Cieľom dizertačnej práce je podielať sa na vývoj inteligentného systému, ktorý umožní užívateľom absolvovať proces samostatného trénovania poškodených motorických dráh. Kombinácia technológie rozhrania mozog-počítač (BCI) so systémom robotického ramena tvorí kompaktný systém, ktorý sa dá použiť ako roboticky asistovaný neurorehabilitačný nástroj. BCI priamo využíva signál elektrickej aktivity mozgu na to, aby užívateľ mohol ovládať prostredie bez akejkoľvek svalovej aktivity. Aby sa však BCI dalo využiť na neurorehabilitáciu, je nutné sa zaoberať niekoľkými kritickými aspektmi, od akvizície signálu a výberu vhodnej paradigmy BCI, až po vyhodnocovanie okamžitého fyziologického stavu subjektov, kognitívnej záťaže a akceptovateľnosti systému subjektmi. Dizertačná práca bude mať za cieľ štúdium týchto aspektov prostredníctvom aplikácie nových algoritmov spracovania signálu a strojového učenia, tréningových protokolov a inteligentných metód na detekciu a monitorovanie zmien fyziologického a psychického stavu subjektov. Budú použité a testované nové trénovacie protokoly BCI, vrátane tréningu neurálnej spätnej väzby založenej na viacsmernej analýze EEG dát. Systém bude testovaný v klinickej praxi na vybraných pacientochs poškodenými motorickými dráhami v dôsledku mozgovej porážky, ako aj na zdravých subjektoch.

The objective of the PhD study is to participate in the development of advanced tools and methods of applied informatics for the design and development of an intelligent system allowing the users to go through the process of self-controlled training of impaired motor pathways. The system combines the brain-computer interface (BCI) technology with a robotic arm system into a compact system that can be used as a robot-assisted neurorehabilitation tool. The BCI directly uses the signal of the brain electrical activity to allow users to operate the environment without any muscular activation. However, several critical issues need to be addressed before using BCI in neurorehabilitation, namely, issues ranging from signal acquisition and selection of the proper BCI paradigm to the evaluation of the affective state, cognitive load and system acceptability of the users. The topic of the PhD study will address these issues by using new signal processing and machine learning algorithms, training protocols and intelligent methods for the users' physiological state changes detection and monitoring. Novel BCI training protocols, including the neurofeedback training based on multi-way analysis of EEG data, will be used and validated. Finally, the system will be tested in clinical practice on selected patients with motor impairments caused by stroke, as well as on healthy volunteers.

Téma 8

Anotácia:

Zobrazovanie ľudského hlasového traktu a posluchového ústrojenstva pomocou NMR tomografu pracujúceho so slabým magnetickým poľom. Návrh a vývoj špeciálnych RF cievok pre tieto účely. Vypracovanie a otestovanie metodiky pre tvorbu 3D modelov. Mapovanie rozloženia intenzity hluku a mechanických vibrácií v snímacom priestore NMR tomografu; analýza frekvenčných vlastností hluku pre rôzne snímacie sekvencie. Návrh a overenie metódy potlačenia hluku pri simultánnom nahrávaní rečového signálu. Doktorand musí mať dobré znalosti v odboru spracovania signálov, rádioelektroniky a matematickej štatistiky.

Imaging of the human vocal tract and the auditory system using the NMR imager working with a weak magnetic field. Design and development of special RF coils for this purpose. Developing and testing of methods for creating 3D models. Mapping of the distribution of the noise intensity and mechanical vibration in a scan area of the NMR imager, analysis of the frequency characteristics of noise for different scan sequences. Design and verification of methods for noise cancellation in simultaneous recording of a speech signal. PhD student must have good knowledge in the field of signal processing, radio and electronics, and mathematical statistics.