LISTA PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN DYPLOMOWY Studia I stopnia Profil ogólnoakademicki Kierunek inżynieria biomedyczna Techniki wytwarzania 1. Podział narzędzi skrawających. 2. Omówić proces zużywania się narzędzi skrawających. 3. Procesy spajania metali. podać krótkie charakterystyki procesu. 4. Procesy formowania i odlewania. podział i specjalne metody odlewania. 5. Wymienić i scharakteryzować metody obróbki skrawaniem. 6. Wymienić i scharakteryzować metody obróbki plastycznej metali. 7. Wyjaśnić pojęcie "umocnienie materiału przez zgniot". 8. Jakie informacje o materiale zawiera krzywa naprężenie-odkształcenie? Grafika komputerowa 1. Wymień różnice pomiędzy grafiką wektorową a grafiką rastrową. 2. Wymień i scharakteryzuj podstawowe formaty plików graficznych. 3. Omów modele barw. 4. Przedstaw i scharakteryzuj programy graficzne. 5. Omów podstawowe operacje przetwarzania obrazów. Biochemia 1. Co to jest i na czym polega proces elektroforezy? 2. Scharakteryzuj ogólną budowę kwasu DNA. 3. Ogólna klasyfikacja węglowodanów i ich przykłady. Sensory i pomiary wielkości nieelektrycznych 1. Charakterystyka i zasada działania wybranego biosensora. 2. Podział biosensorów ze względu na bioreceptor. 3. Zastosowanie biosensorów w diagnostyce medycznej. 4. Budowa i przykłady zastosowań suchych testów do szybkiej diagnostyki medycznej. Biomechanika 1. Omów cykl chodu w prawidłowej lokomocji człowieka. Przedstaw na wykresie i omów przebiegi kątów w stawach biodrowym i kolanowym w płaszczyźnie strzałkowej. 2. Wpływ stopnia skrócenia na siłę rozwijaną przez mięsień. Przedstaw zależność na wykresie i wyjaśnij na podstawie mechanizmu skurczu mięśnia. 3. Omów koncepcję wykorzystania metody optymalizacji do wyznaczania sił mięśniowych działających w układzie ruchu człowieka. Podaj przykładowe kryteria optymalizacji. 4. Omów działanie wybranej grupy mięśniowej w czasie cyklu chodu. 5. Porównaj budowę i właściwości kości korowej i gąbczastej. 6. Wyjaśnij związek między budową a właściwościami chrząstki stawowej. 7. Omów budowę i działanie segmentu ruchowego kręgosłupa. 8. Jakie obciążenia działają w stawie biodrowym podczas stania na jednej nodze? Przedstaw obliczenia dla płaszczyzny czołowej wg modelu Pauwelsa. 9. Porównaj budowę całkowitej i połowiczej endoprotezy stawu biodrowego. 10. Pomiar momentów sił mięśniowych człowieka. Porównaj różne warianty pomiaru i omów sposób jego prowadzenia w warunkach izometrycznych.
Biofizyka 1. Czym się zajmuje biofizyka i jej związki z innymi naukami 2. Dyfuzja, prawo Ficka 3. Metabolizm organizmu ludzkiego 4. Przepustowość informacyjna żywych organizmów lejek informacyjny 5. Zasady termodynamiki Techniki obrazowania medycznego 1. Standard DICOM - standard obrazowania cyfrowego i wymiany obrazów w medycynie 2. Istota tomografii komputerowej - metody rekonstrukcji obrazu 3. Jednostki Hounsfielda 4. Podstawy fizyczne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego 5. Podstawowe operacje na obrazach cyfrowych Cyfrowe przetwarzanie sygnałów 1. Pojęcie sygnału i modelu matematycznego 2. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów pojęcie, schemat CPS 3. Przekształcenie Fouriera ciągłe i dyskretne (wady, zalety, wzór) 4. Próbkowanie sygnałów problemy 5. Twierdzenie Kotielnikowa-Shannona Metrologia 1. Pojęcia: wielkość, wartość, jednostka miary, pomiar. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar SI 2. Błąd pomiaru. wyznaczanie niepewności pomiaru w pomiarach bezpośrednich i pośrednich. 3. Jaką postać ma ostateczny wynik pomiaru? Jak wyznacza się składowe wyniku? 4. Rodzaje sygnałów w systemie pomiarowym. zilustrować podział sygnałów na przebiegach czasowych. 5. Właściwości statyczne przetworników pomiarowych. stała, funkcja przetwarzania i charakterystyka statyczna przetwornika. wyjaśnić na przykładzie dowolnego przetwornika pomiarowego. 6. Funkcje przetwarzania realizowane w systemie pomiarowym. Prawne i etyczne aspekty inżynierii biomedycznej 1. Zakres ochrony zdrowia i życia w Konstytucji Rzeczypospolitej Polskiej. 2. Regulacje prawne dotyczące inżynierii biomedycznej. 3. Wyjaśnić pojęcia etyka, moralność, intencja, konsekwencja czynu. 4. Etyczne zasady prowadzenia badań medycznych - Deklaracja Helsińska Anatomia i fizjologia 1. Budowa i funkcja tkanki kostnej. 2. Budowa i funkcja tkanki mięśniowej. 3. Budowa i funkcja tkanki nerwowej. 4. Tlenowa i beztlenowa przemiana materii w komórce. Mechanika i wytrzymałość materiałów 1. Jaki będzie skutek działania układu sił na ciało sztywne; rozpatrzyć układy: a) pozostający w równowadze. b) redukujący się do siły wypadkowej. c) redukujący się do momentu sił. jednostka siły. 2. Jak obliczać prędkość i przyśpieszenie punktu poruszającego się po torze, np. krzywoliniowym. przyśpieszenie styczne i dośrodkowe, jednostki prędkości i przyspieszenia. 3. Kiedy występuje ruch względny punktu. podać warunek zaistnienia przyśpieszenia Coriolisa. 4. Jak obliczyć prędkość punktu materialnego, na który działa niezrównoważona siła.
5. Rodzaje sił wewnętrznych. skutki działania sił wewnętrznych. pojęcia naprężenia i odkształcenia. prawo Hook'a. 6. Dokonać analizy płaskiego stanu naprężenia na przykładzie wału obciążonego momentem zginającym i momentem skręcającym. 7. Podać warunki wytrzymałościowe i sztywności przy rozciąganiu, zginaniu, skręcaniu, złożonym stanie naprężenia. 8. Cechy charakterystyczne materiałów lepkosprężystych. Komputerowo wspomagane projektowanie 1. Struktura systemów CAD. 2. Modelowanie geometryczne w systemach CAD. 3. Metody opisu obiektów 3D. 4. Idea parametryczności w systemach CAD. 5. Podstawowe operacje bryłowe w parametrycznym systemie CAD 3D. Materiałoznawstwo medyczne 1. Wyjaśnij pojęcia: a) materiały medyczne, b) biomateriały (podział), c) biozgodność/biotolerancja, d) biofunkcjonalność, e) osteoindukcja, f) osteokondukcja, g) metaloza, h) trombogenność. 2. Ceramika i szkło w medycynie - podział, charakterystyka, przykłady zastosowań 3. Podział i charakterystyka materiałów stosowanych w stomatologii: a) na wypełnienia stałe, b) w protetyce stomatologicznej, c) w ortodoncji. 4. Skóra i drewno ortopedyczne - wymogi, podział, przygotowanie, przykłady zastosowań. 5. Sterylizacja i dezynfekcja materiałów i wyrobów medycznych - przegląd metod, przykłady sterylizacji. 6. Podział i charakterystyka badań biomateriałów: in vivo oraz in vitro. Podstawy konstrukcji biomedycznych 1. Wymienić rodzaje łożysk występujących w budowie maszyn i podać przykłady ich zastosowania. 2. Wymienić rodzaje połączeń stosowanych w konstrukcjach. 3. Zdefiniować pojęcie współczynnika tarcia ślizgowego i podać, od czego zależy jego wartość. 4. Zasadnicze wielkości w kołach zębatych. 5. Obliczanie elementów maszyn według zasady dopuszczalnych naprężeń, odpowiedź zilustrować przykładem. 6. Podstawowe obliczenia mechanizmów śrubowych. 7. Podać przykłady zastosowań przekładni mechanicznych w urządzeniach medycznych. Metodyka projektowania sprzętu medycznego 1. Ogólny algorytm projektowania sprzętu medycznego. 2. Wykorzystanie zasad bioniki i ergonomii w projektowania sprzętu medycznego. 3. Metody rozwiązywania zadania projektowego. 4. Co to są pytania kontrolne Osborne'a i jak można je wykorzystać w projektowaniu sprzętu medycznego?
Implanty i sztuczne narządy 1. Elementy wspomagania kardiologicznego. 2. Opisać rozwiązania sztucznej nerki". Materiały konstrukcyjne 1. Klasyfikacja i zastosowanie stali. 2. Omówić cele i rodzaje obróbek cieplno-chemicznych. 3. Klasyfikacja i zastosowanie stopów aluminium. 4. Klasyfikacja i zastosowanie stopów miedzi. 5. Rodzaje i zastosowania materiałów o wysokiej wytrzymałości właściwej. 6. Klasyfikacja i charakterystyka zabiegów obróbki cieplnej. Elektrotechnika i elektronika 1. Wyjaśnij pojęcia: napięcie, natężenie prądu, prawo Ohma, moc. 2. Prąd zmienny, wielkości charakteryzujące. Automatyka i automatyzacja 1. Zdefiniować przekształcenie Laplace' a i transmitancj ę operatorową. 2. Charakterystyka statyczna i dynamiczna elementów i układów automatyki. 3. Prawa regulacji realizowane w regulatorach przemysłowych. 4. Przywiązywanie układów współrzędnych do członów manipulatora. Diagnostyka i niezawodność sprzętu medycznego 1. Stany diagnostyczne obiektów technicznych i relacje miedzy nimi. 2. Postępowanie diagnostyczne na wybranym przykładzie sprzętu medycznego.
Specjalność: Konstrukcje i Materiały Medyczne Protetyka i ortotyka 1. Omówić ogólne zasady stosowane podczas projektowania sprzętu ortotycznego. 2. Omówić ogólną budowę protezy kończyny dolnej. 3. Scharakteryzować rodzaje protezowych mechanizmów kolanowych, podać ich wady i zalety. 4. Dokonać podziału i scharakteryzować ortozy kończyny górnej. 5. Dokonać dobru komponentów protezy przeznaczonej dla aktywnego pacjenta po amputacji powyżej kolana. 6. Dokonać dobru komponentów protezy przeznaczonej dla aktywnego pacjenta po amputacji powyżej łokcia. 7. Wkładki ortopedyczne podział, budowa, funkcje. Biomechanika stosowana 1. Omów obciążenia działające na stopę o prawidłowej budowie podczas cyklu chodu. Wyjaśnij ich zmienność na tle budowy stopy i jej ruchów w czasie fazy podporowej. 2. Omów mechanizmy kompensacji funkcjonalnej różnicy długości kończyny podczas lokomocji. 3. Wyjaśnij mechanizm odciążenia stawu biodrowego przy stosowaniu kuli lub laski. Omów różnice występujące w przypadku użycia kuli (laski) po stronie kończyny chronionej i po stronie kończyny zdrowej. 4. Wyjaśnij wpływ podatności stopy protezowej w rejonie stawu skokowego na wartość nacisków w kontakcie leja protezowego z podudziem. 5. Rejestracja parametrów kinematycznych układu ruchu podczas lokomocji. Omów i porównaj różne metody. 6. Reakcji podłoża podczas prawidłowej lokomocji człowieka. Omów przebieg czasowy oraz metody pomiaru. 7. Wyjaśnij wpływ właściwości mechanicznych implantu na warunki przeniesienia obciążeń poosiowych w układzie walcowy trzpień endoprotezy cement kość. 8. Omów wpływ czynników mechanicznych na zrost kostny. Techniczne środki rehabilitacji 1. Technologie wspomagające dla osób niesłyszących i niedosłyszących - rodzaje aparatów słuchowych 2. Technologie wspomagające lokomocję osób niepełnosprawnych. 3. Kształtowanie stanowiska pracy osoby niepełnosprawnej - sposoby realizacji. 4. Technologie wspomagające dla osób niewidomych i niedowidzących. 5. Rodzaje pism wypukłych dla osób niewidomych. opisać zasady tworzenia znaków w piśmie Brajla Biotribologia 1. Systemy tribologiczne: techniczne i biologiczne - charakterystyka porównawcza. 2. Staw biodrowy - specyficzny węzeł tarcia. Projektowanie materiałów medycznych 1. Algorytm doboru materiałów na wyroby medyczne 2. Projektowanie właściwości materiałów kompozytowych na wybranym przykładzie. Polimery i kompozyty w medycynie 1. Podział tworzyw sztucznych. Wyjaśnij pojęcia: manomer, kopolimer, stopień polimeryzacji, struktura syndiotaktyczna, polikondensacja (podaj przykłady tworzyw). 2. Budowa i klasyfikacja kompozytów. Rodzaje i rola napełniaczy. Kompozyty o właściwościach sumarycznych i wynikowych. 3. Przykłady zastosowań tworzyw sztucznych i kompozytów w ortopedii i stomatologii.
4. Propozycja materiałowo-technologiczna wytwarzania wyrobu medycznego z tworzyw sztucznych (na wybranym przykładzie). Metody kształtowania właściwości biomateriałów 1. Przedstaw klasyfikację metod obróbki cieplnej materiałów medycznych na bazie stopów metali. 2. Wymień cele stosowania i opisz parametry OC stali austenitycznych. 3. OC dwufazowych stopów tytanu. 4. Omów zjawiska zachodzące podczas utleniania stali. 5. Przedstaw klasyfikację i scharakteryzuj atmosfery ochronne stosowane do OC materiałów medycznych. 6. Scharakteryzuj materiały cienkowarstwowe do zastosowań biomedycznych otrzymywane metodami Physical Vapor Deposition (PVD) i omów podstawowe cechy metod PVD. 7. Scharakteryzuj właściwości warstw wierzchnich biomateriałów poddanych obróbce elektronowej i omów podstawowe cechy obróbek elektronowych. 8. Scharakteryzuj właściwości warstw wierzchnich biomateriałów poddanych obróbce laserowej i omów podstawowe cechy obróbek laserowych.
Specjalność: Wspomaganie Komputerowe w Medycynie Bezpieczeństwo danych i systemów komputerowych: 1. Metody ochrony danych i systemów (zabezpieczenia fizyczne, techniczne, personalne i organizacyjne) 2. Nazwy i adresy w sieciach komputerowych oraz ich wzajemne relacje 3. Zapory sieciowe - ściany ogniowe 4. Chmura obliczeniowa, zabezpieczenia danych w chmurach obliczeniowych 5. Podpis elektroniczny Cyfrowe przetwarzanie obrazów: 1. Klasyfikacja programów do analizy obrazów biomedycznych 2. Przekształcenie Fouriera obrazów cyfrowych 3. Filtracja obrazów w dziedzinie przestrzennej 4. Filtracja obrazów w dziedzinie częstotliwości 5. Omów operacje morfologiczne Programowanie obiektowe C++: 1. Instrukcje iteracyjne. 2. Programowanie strukturalne a programowanie obiektowe. 3. Klasa a obiekt. 4. Rodzaje konstruktorów. 5. Omów mechanizm dziedziczenia. Bazy danych 1. Co to jest relacyjna baza danych oraz relacyjny system zarządzania bazami danych 2. Wyjaśnić pojęcia klucze podstawowy i obcy relacji 3. Wymienić ograniczenia integralnościowe modelu relacyjnego baz danych. 4. Na czym polega modelowanie koncepcyjne bazy danych za pomocą diagramu związków encji? 5. Do czego służą instrukcje SELECT języka SQL? Podać przykłady. 6. Do czego służą instrukcje SELECT, INSERT, DELETE, UPDATE języka SQL? Podać przykłady. Urządzenia haptyczne w inżynierii 1. Wyjaśnij pojęcie technologia haptyczna 2. Podaj przykład systemu haptycznego stosowanego w modelowaniu protez kości. 3. Wymień przykłady zastosowania technologii haptycznej (urządzeń haptycznych) (3 obszary + przykłady urządzeń (systemów)) 4. Wyjaśnij zasadę działania urządzenia haptycznego z siłowym sprzężeniem zwrotnym 5. Wymień przykłady zastosowania technologii haptycznej w medycynie Serwisy internetowe 1. Podaj przykłady usług internetowych wykorzystywanych przez firmy oraz placówki medyczne lub rehabilitacyjne 2. Wymień etapy budowy serwisu internetowego. Opisz poszczególne etapy 3. Wyjaśnij pojęcia: dostępny serwis internetowy, użyteczny serwis internetowy 4. Jakie rozwiązania można wprowadzić aby dostosować serwis internetowy dla osób z niepełnosprawnością sensoryczną oraz dla osób starszych. 5. Wymień i krótko scharakteryzuj działania marketingowe w Internecie ukierunkowane na promocję firm i przedsięwzięć medycznych. Modelowanie nieliniowe układów biologicznych 1. Przedstawić charakter iteracji równania logistycznego 2. Algorytm rysowania zbioru Julii 3. Model Lotka-Volterra (drapieżnik - ofiara) 4. Model wzrostu bakterii w ograniczonym środowisku 5. Definicja chaosu deterministycznego