Detail předmětu

Analysis and interpretation of biological data

FEKT-NABDAk. rok: 2019/2020

Elektrokardiogramy (signály EKG): vznik signálů EKG, svodové systémy, potlačení rušení, detekce komplexů QRS, rozměření signálů EKG, komprese signálů EKG, analýza variability srdečního rytmu.
Elektroencefalogramy (signály EEG): snímání signálů EEG, vlastnosti a předzpracování signálů EEG, potlačení artefaktů, spektrální analýza signálů EEG, spánkové EEG.
Genomické signály: transformace a zpracování sekvencí DNA

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Kozumplík, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Výsledky učení předmětu

Návrhy a realizace metod předzpracování, analýzy a interpretace nejdůležitějších biologických signálů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Předmět je zaměřen na analýzu vlastností, způsoby zpracování a klasifikaci biologických signálů, především signálů kardiovaskulárního systému a signálů nervové soustavy.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Bronzino, J.D. (Ed.): The Biomedical Engineering Handbook. CRC Press, 1995. (EN)
Rangayyan,R.M.: Biomedical Signal Analysis. IEEE Press, John Wiley &Sons, 2002. (EN)
Svatoš,J.: Biologické signály I, geneze, zpracování a analza. Skriptum ČVUT, Praha 1992. (CS)
Tompkins, W.J.: Biomedical Digital Signal Processing, C-Language Examples and Laboratory Experiments for IBM PC. Prantice-Hall, Englewood Cliffs, 1993. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-BEI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Kozumplík, CSc.

Osnova

Signály kardiovaskulárního systému. Elektrokardiogramy (EKG), jejich vlastnosti v časové a ve frekvenční oblasti. Způsoby zobrazení: časové průběhy, VKG smyčky, mapy.
Klidové a zátěžové elektrokardiogramy, způsoby jejich zpracování a vyhodnocení. Doporučení a standardizace počítačové elektrokardiografie pro zpracování klidových a zátěžových EKG.
Potlačení rušení, zejména driftu a brumu lineárními, adaptivními i nelineárními metodami a myopotenciálů metodami založenými na vlnkové transformaci a kumulačními metodami.
Metody detekce a rozměření významných kmitů a vln v signálech EKG, diagnostické klasifikační systémy.
Komorové pozdní potenciály, jejich specifika a metody zpracování. Standardy pro zpracování a analýzu pozdních potenciálů.
Monitorované EKG (Holterovské a typu bed-side) - vlastnosti a rušení, zpracování a vyhodnocení. Metody redukce dat typické pro monitorované EKG.
Fetální EKG, extrakce FEKG z EKG matky (korelační metody, nelineární metody). FonoKG a jeho zpracování. Tlaková křivka, rychlostní křivka (AVG).
Analýza variability činnosti srdce - srdeční rytmus, jeho vyjádření a popis, frekvenční vlastnosti, analýza ve frekvenční oblasti.
Signály nervové soustavy: EEG, vlastnosti v časové a frekvenční doméně, typické grafoelementy, šum a signálové artefakty, metody jejich odstranění. Analýza EEG ve frekvenční oblasti.
Analýza EEG v časové oblasti, statistická analýza, způsoby detekce grafoelementů. Analýza EEG v časově-frekvenční oblasti. Topografické mapování mozkové aktivity.
Evokované potenciály, vlastnosti jednotlivých typů EP, odstranění šumu kumulačními metodami a vlnkovou filtrací, diagnosticky významné parametry a jejich stanovení. Ostatní biosignály.
Signály kosterního svalstva a šlach. EMG, vlastnosti a analýza. Signály dýchacího systému (ventilační křivky, analýza plynů) a jejich zpracování. Signály zažívacího systému. Archivace a přenos biomedicínských dat.
Archivace a přenos biosignálů a medicínských obrazů, metody neztrátové a ztrátové komprese biomedicínských dat.