Detail předmětu
Analýza biologických signálů
CESA-SABSAk. rok: 2024/2025
Předmět je orientován na nativní a evokované biologické signály (biosignály) člověka. Zaměřuje se na vlastnosti biosignálů generovaných jednotlivými systémy lidského organismu (zejména kardiovaskulárním, nervovým a svalovým) a na jejich způsoby zobrazení. Klade důraz na využití obecných i specifických metod pro předzpracování a analýzu biosignálů v časové a ve frekvenční oblasti.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Student by měl mít základní vědomosti z oblasti číslicového zpracování signálů. Měl by znát jednotlivé způsoby popisu lineárních filtrů (přenosová funkce, impulsní charakteristika, diferenční rovnice, frekvenční charakteristika). Předpokládáme znalost diskrétní Fourierovy transformace (DFT) a schopnost interpretace výsledku DFT. V laboratorní výuce se předpokládá znalost programového prostředí Matlab.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
- až 30 bodů za řešení zadaných úkolů v laboratorním cvičení (pro postup ke zkoušce je nutný zisk minimálně 15 bodů)
- až 70 bodů za písemnou zkoušku (z písemné zkoušky je nutné získat minimálně 35 bodů)
Laboratorní výuka je povinná, zmeškaná laboratorní cvičení musí být řádně omluvená a lze je nahradit po domluvě s vyučujícím.
- až 70 bodů za písemnou zkoušku (z písemné zkoušky je nutné získat minimálně 35 bodů)
Laboratorní výuka je povinná, zmeškaná laboratorní cvičení musí být řádně omluvená a lze je nahradit po domluvě s vyučujícím.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámit studenty s principy geneze různých typů biologických signálů, s jejich základními vlastnostmi a s metodami jejich číslicového zpracování a automatické analýzy.
Absolvent předmětu je schopen:
- formulovat požadavky na filtry pro potlačení rušení v signálech EKG, EEG, EMG,
- navrhnout a realizovat adaptivní filtry pro potlačení síťového brumu v biosignálech,
- navrhnout a realizovat speciální filtry Lynnova typu pro potlačení úzkopásmového rušení,
- vysvětlit princip detekce komplexů QRS v signálech EKG a grafoelementů v signálech EEG,
- popsat princip detekce začátků a konců významných vln v signálech EKG,
- vysvětlit principy testů stacionarity stochastických signálů,
- popsat princip neparametrických i parametrických metod pro odhady výkonových spekter,
- popsat princip odhadu vzájemných a koherenčních spekter a jejich využití pro analýzu signálů EEG,
- popsat princip Poincarého map a jejich využití pro analýzu signálů (HRV, TWA),
- vysvětlit princip realizace mapování hodnot a frekvenčního mapování pro analýzu signálů EEG,
- vysvětlit princip průběžného odhadu úrovně povrchového signálu EMG,
Závěrečnou písemnou zkouškou se ověřují získané znalosti a schopnost vysvětlit určitou problematiku včetně řešení konkrétních úloh.
Absolvent předmětu je schopen:
- formulovat požadavky na filtry pro potlačení rušení v signálech EKG, EEG, EMG,
- navrhnout a realizovat adaptivní filtry pro potlačení síťového brumu v biosignálech,
- navrhnout a realizovat speciální filtry Lynnova typu pro potlačení úzkopásmového rušení,
- vysvětlit princip detekce komplexů QRS v signálech EKG a grafoelementů v signálech EEG,
- popsat princip detekce začátků a konců významných vln v signálech EKG,
- vysvětlit principy testů stacionarity stochastických signálů,
- popsat princip neparametrických i parametrických metod pro odhady výkonových spekter,
- popsat princip odhadu vzájemných a koherenčních spekter a jejich využití pro analýzu signálů EEG,
- popsat princip Poincarého map a jejich využití pro analýzu signálů (HRV, TWA),
- vysvětlit princip realizace mapování hodnot a frekvenčního mapování pro analýzu signálů EEG,
- vysvětlit princip průběžného odhadu úrovně povrchového signálu EMG,
Závěrečnou písemnou zkouškou se ověřují získané znalosti a schopnost vysvětlit určitou problematiku včetně řešení konkrétních úloh.
Základní literatura
KOZUMPLÍK, J.: Analýza biologických signálů. Elektronická skripta FEKT VUT v Brně, Brno, 2013 (CS)
SVATOŠ, J.: Biologické signály I. Geneze, zpracování a analýza. Skripta FEL ČVUT, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1992 (CS)
SVATOŠ, J.: Biologické signály I. Geneze, zpracování a analýza. Skripta FEL ČVUT, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1992 (CS)
Elearning
eLearning: aktuální otevřený kurz
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-STC bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Elearning
eLearning: aktuální otevřený kurz