Vývoj platformy na meranie biologickej odozvy slabých nízkofrekvenčných elektromagnetických polí (EMP)

Typ práce: Dizertačná práca
Názov témy: Vývoj platformy na meranie biologickej odozvy slabých nízkofrekvenčných elektromagnetických polí (EMP)
Názov témy anglicky: Development of a platform for measurement of biological response of weak low-frequency electromagnetic fields (EMF)
Stav témy: schválené (prof. Ing. Viktor Smieško, PhD. – Predseda odborovej komisie)
Vedúci práce: prof. Ing. RNDr. Ivan Bajla, CSc.
Fakulta: Fakulta elektrotechniky a informatiky
Garantujúce pracovisko: Ústav elektrotechniky – FEI
Max. počet študentov: 1
Akademický rok: 2018/2019
Navrhol: prof. Ing. RNDr. Ivan Bajla, CSc.
Externá vzdelávacia inštitúcia: Ústav merania Slovenskej akadémie vied
Anotácia: Cieľom dizertačnej práce (DzP) je rozšíriť poznatky o vplyve vonkajších slabých nízkofrekvenčných EMP na funkcie vybraných biologických objektov, ktoré by mohli byť základom nových diagnostických a terapeutických metód pri liečení civilizačných chorôb. Prvoradým zámerom práce je vybudovať novú experimentálnu platformu spolu s postupmi umožňujúcimi efektívnejšie prehľadávanie parametrov EMP, pri ktorých by sa skúmaný biosystém prejavoval určitou špecifickou biologickou odozvou. Experimentálna platforma bude mať tri hlavné časti: – základnú, monitorovaciu (optická mikroskopia, impedančná spektroskopia, turbidimetria) a expozičnú s modulmi na expozíciu vzoriek EMP. Ťažiskom vedeckého výskumu v rámci DzP bude rozvoj metód založených na báze impedančnej spektroskopie s cieľom stanovenia dynamiky rastu bunkových kultúr vo vodnom prostredí. Ďalší výskum bude zameraný na analýzu a návrh nových metód a algoritmov opisu morfológie a kinetiky buniek v rámci počítačového spracovania mikroskopických obrazov exponovaných bunkových kultúr. Súčasťou práce bude návrh a realizácia HW a SW prepojenia a riadenia modulov experimentálnej platformy umožňujúcej kvantitatívnu charakterizáciu biologickej odozvy buniek. U uchádzača sa predpokladajú znalosti z teórie elektromagnetického poľa a schopnosť programovania v prostredí Matlab. Nutná je znalosť odbornej angličtiny, schopnosť práce s elektronickými informačnými zdrojmi a znalosť bežných metód digitálnej obrazovej analýzy. Vítané sú skúsenosti s návrhom a realizáciou interfejsov elektronických zariadení.
Anotácia anglicky: The aim of the dissertation is to broaden knowledge about the impact of weak external low-frequency EMF on functioning of selected biological objects that could be the basis for novel diagnostic and therapeutic methods for treatment of civilization diseases. The primary aim of this work is to develop a new experimental platform and procedures enabling efficient scanning of the EMF parameters which lead to specific biological response. The experimental platform will consist of three main parts: – basic, monitoring (optical microscopy, impedance spectroscopy, turbidimetry) and EMF exposure. The scientific problems within the dissertation will be concentrated on the development of methods based on impedance spectroscopy with the goal to determine the rate of growth of cell cultures in the aquatic environment. Further research will be focused on the analysis and design of novel algorithms describing morphology and kinetics of cells by the means of computer processing of microscopic images of exposed cell cultures. The work will include the design and implementation of hardware and software interconnection making a quantitative characterization of the biological response of cells possible. Requirements on an applicant: basic knowledge of theory of EMF and the ability of Matlab programming. Knowledge of professional English and conventional methods of digital image analysis are required. A friendly attitude to experimental work and experiences with the design and implementation of interfaces of electronic devices are welcome.