PředmětyPředměty(verze: 811)
Předmět, akademický rok 2014/2015
  
Biomedicínské signály - N445083
Anglický název: Biomedical Signals
Zajišťuje: Ústav počítačové a řídicí techniky (445)
Platnost: od 2013
Semestr: letní
Body: letní s.:4
E-Kredity: letní s.:4
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/2 KZ [hodiny/týden]
Počet míst: 8 / 8 (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Čmejla Roman doc. Ing. CSc.
Pro tento předmět jsou dostupné online materiály
Anotace -
Poslední úprava: Vyšata Oldřich MUDr. PhD. (23.08.2013)

Principy a metody snímání, digitálního zpracování a interpretace biologických signálů: metodologie snímání, rozpoznávání a odstraňování artefaktů, parametry digitalizace signálů, paralelní multikanálové snímání různých biologických signálů, výklad předností a nedostatků lineárních a nelineárních metod jejich zpracování (Fourierova, wavelet, Pronyho transformace, odhady energie signálů, podobností, odhady komplexity).
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Vyšata Oldřich MUDr. PhD. (23.08.2013)

Studenti budou po absolvování předmětu umět snímat a zpracovávat základní biologické jedno a vícekanálové signály (EKG, EEG, krevní tlak, EMG, EP, plicní ventilaci), 2D a 3D obrazy CT,MR,UZ,OCT. Budou provádět experimenty na zařízení Vernier ( snímání teploty, tlaku, EKG, ventilačních parametrů a svalové aktivity) a Walter (snímání EEG). Budou umět filtraci signálů, odhad energie pomocí FFT, vlnkové analýzy, parametrizaci podobnosti signálů, odhadovat entropii a fraktální dimenzi signálů a obrazů.

Literatura -
Poslední úprava: Vyšata Oldřich MUDr. PhD. (23.08.2013)

Z: Uhlíř, J., Sovka, P., Čmejla, R.: Úvod do číslicového zpracování signálů. ČVUT Praha 2003. ISBN 80-01-02613-2

Z: Zaplatílek, K., Doňar, B.: MATLAB - začínáme se signály. BEN 2006. ISBN 80-7300-200-0

D: John G. Proakis: Digital Signal Processing (4th Edition) ISBN-10: 0131873741; ISBN-13: 978-0131873742

Studijní opory -
Poslední úprava: TAJ445 (30.09.2013)

žádné

Sylabus -
Poslední úprava: Vyšata Oldřich MUDr. PhD. (23.08.2013)

1. Proč studovat biologické signály, rozdělení signálů a jejich geneze, nejčastější aplikace.

Cvičení: Snímání biosignálů pomocí přístroje Vernier Labquest, zobrazování a zpracování programy Logger Lite a Logger Pro

2. Pořizování a vlastnosti vybraných biomedicínských dat, výběr informací, stacionarita, artefakty, potlačování rušivých složek

Cvičení: Signal processing toolbox v MatLabu, generování, zobrazování a zpracování biosignálů, práce v prostředí SPTOOL

3. Analýza signálů jednoho svalového vlákna, motorické jednotky, testování funkce nervosvalové plotény, ortogonální funkce, algoritmy pro dekompozici interferenčních křivky

Cvičení: Snímání signálů motorických jednotek povrchovou elektrodou, dekompozice jedné křivky, dekompozice multikanálového záznamu

4. Analýza signálů motorických, senzitivních a vegetativních vláken periferního nervu, analýza míšních reflexů a F vlny, v praxi používané metody parametrizace naměřených dat

Cvičení: Expertní systémy pro rozpoznávání normy, axonální a demyelinizační polyneuropatie na základě automaticky parametrizovaných křivek s použitím neuronových sítí

5. Analýza somatosenzorických, zrakových, sluchových a kognitivních evokovaných potenciálů, metody potlačování šumu, habituace a zprůměrňování, problém stanovení normy

Cvičení: Detekce evokovaných odpovědí z jednotlivých záznamů, metody multirezoluční dekompozice, diskriminační analýza

6. Analýza klidového a zátěžového elektrokardiogramu

Cvičení: Snímání a zpracování klidového a zátěžového elektrokardiogramu na přístroji Labquest a v Matlabu

7. Analýza normálního EEG záznamu, konvoluce, korelace, digitální filtrace

Cvičení: Snímání klidového EEG na přístroji Walter, filtrace, detrendování signálu, korelační analýza, spektrální analýza

8. Analýza stimulovaného EEG, evokované potenciály vyvolané zábleskem, klasifikace spánkového EEG, segmentace, vlnková transformace, míry podobnosti signálů

Cvičení: Snímání simulovaného EEG na přístroji Walter, srovnání korelace, koherence a vzájemné informace mezi blízkými a vzdálenými kanály u stimulovaného a nestimulovaného EEG

9. Analýza 1-D a 2-D ultrazvukových signálů, prostorová filtrace průměrováním a s využitím robustního prostorového mediánu, zaostření s využitím konvoluce, detekce hran, lineární morfologické operace, textury

Cvičení: Identifikace anatomických struktur v ultrazvukových obrazech

10. Analýza snímků počítačové tomografie, Radonova a inverzní Radonova transformace, prostorové transformace a registrace obrazů

Cvičení: Segmentace a klasifikace segmentů u snímků CT páteře, prostorové transformace a registrace snímků CT mozku

11. Analýza snímků nukleární magnetické rezonance, základní principy, funkční magnetická rezonance

Cvičení: Zobrazení a zpracování MR obrazů v image procesing toolboxu v Matlabu

12. Analýza snímků digitální subtrakční angiografie, magneticko rezonanční a počítačově tomografické angiografie,

Cvičení: 3D rekonstrukce cévního stromu z 2D snímků

13. Analýza snímků single fotonové emisní tomografie, pozitronové emisní tomografie, CT a MR snímky s kontrastem, morfologické filtrace

Cvičení:

14. Metody komprese a dekomprese biosignálů, záznam a přenos, dlouhodobý záznam biosignálů

Cvičení: Komprese a dekomprese obrazů, porovnání komprese pomocí vlnkové transformace, kódování délky sekvence, Huffmanova kódování, aritmetického kódování, delta kódování, JPEG

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Vyšata Oldřich MUDr. PhD. (23.08.2013)

žádné

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Obhajoba individuálního projektu 1 28
Účast na přednáškách 1 28
Práce na individuálním projektu 1 28
Účast na seminářích 1 28
4 / 4 112 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Aktivní účast na výuce 40
Obhajoba individuálního projektu 20
Protokoly z individuálních projektů 20
Průběžné a zápočtové testy 20

 
VŠCHT Praha