Studenti budou po absolvování předmětu umět modelovat pokročilé biologické procesy na úrovni jednotlivých buněk, interakcí skupin buněk, orgánů a celého organismu. K modelování biologických procesů v prostoru a čase budou schopní zpracovávat 1D, 2D a 3D signály. Budou schopni připravovat samostatně experimenty na zařízení Vernier (ke snímání teploty, tlaku, EKG, ventilačních parametrů a svalové aktivity) a Walter (ke snímání zrakových a kognitivních evokovaných potenciálů a EEG).

Students will be able to:

• model advanced biological processes,

• proces 1D, 2D and 3D signals,

• prepare the experiments for selected biomedical data acquisition

Z: K. Narjarian, A. Splinter: Biomedical Signal and Image Processing, 2nd edition, Taylor and Francis, CRC, 2012. ISBN: 978-1-4398-7034-1

Z: D. Caramella, C. Bartolozzi, A.L. Baert: 3D Image Processing: Techniques and Clinical Applications. Springer Verlag. 2002 ISBN: 978-3642639777

D: Rafael C. Gonzalez and Steven L. Eddins: Digital Image Processing Using MATLAB, 2nd ed. Dorling Kindersley Pvt Ltd. 2006. ISBN: 978-8177588989

D: S.M. Dunn, A. Constantinides, P.V. Moghe: Numerical Methods in Biomedical Engineering. Academic Press. 2006. ISBN: 978-0121860318

Z: K. Narjarian, A. Splinter: Biomedical Signal and Image Processing, 2nd edition, Taylor and Francis, CRC, 2012. ISBN: 978-1-4398-7034-1

Z: D. Caramella, C. Bartolozzi, A.L. Baert: 3D Image Processing: Techniques and Clinical Applications. Springer Verlag. 2002 ISBN: 978-3642639777

D: Rafael C. Gonzalez and Steven L. Eddins: Digital Image Processing Using MATLAB, 2nd ed. Dorling Kindersley Pvt Ltd. 2006. ISBN: 978-8177588989

D: S.M. Dunn, A. Constantinides, P.V. Moghe: Numerical Methods in Biomedical Engineering. Academic Press. 2006. ISBN: 978-0121860318

www.honeywellprocess.com/

www.mathworks.com/

www.ni.com/

www.honeywellprocess.com/

www.mathworks.com/

www.ni.com/

přednášky, příprava projektu a řešení případových studií

lectures, project and solving of case stidies

1. Pokročilé metody zpracování CT snímků

2. Metody analýzy snímků magnetické rezonance

3. Analýza EEG dat

4. Přehled metod modelování biologických signálů, modelování řízení biologických systémů

5. Pokročilé zobrazování signálů v časové a frekvenční oblasti, fázový portrét, Poincarého řezy, rekurentní zobrazení, typy signálů

6. Chaos a dynamická analýza chemických, biochemických a biologických signálů

7. Formáty chemických, biochemických a biologických dat

8. Případová studie: Analytický a po částech lineární model EKG, odhad parametrů normálního a patologického EKG. Komprese a přenos EKG

9. Modelování elektrické aktivity neuronu. Modelování reakce zástavy a rebound fenoménu, modelování sledování rytmu při fotostimulaci pomocí sítě chaotických neuronových oscilátorů. Modelování samoorganizace chaotických neuronových oscilátorů, modelování změn EEG při demenci

10. Modelování synchronizace v EEG, odhady globální synchronizace, anticipované synchronizace a synchronizace se zpožděním, fázové synchronizace.

11. Detekce, separace, lokalizace, klasifikace a modelování evokovaných potenciálů a sumačních akčních svalových potenciálů. Pronyho metoda

12. Kódování informace ve zrakovém a sluchovém analyzátoru, modelování komunikace v biomedicínských objektech, Grangerova kauzalita, spektrální Grangerova kauzalita, parciální směrová koherence, směrová přenosová funkce a kortikomuskulární koherence

13. Biostatistika, nejčastější chyby při testování hypotéz v chemických, biochemických a biologických studiích, statistické parametrické mapování a Bonferroniho korekce

14. Pokročilé metody modelování v biologii.

1) Advanced CT image analysis

2) Methods of NMR analysis

3) EEG data analysis

4) Biomedical signals modeling - overview

5) Adnaced biomedical signal visualisation in time and frequency domain

6) Chaos and dynamical analysis

7) Biomedical data formats

8) PWA model of EEG data

9) Modeling of neuron electrical activity

10) EEG synchronisation

11) EMG, detection, localisation and classification

12) Comunication models in biomedical objects

13) Biostaistics

14) Advanced modeling in biology and physiology

nejsou

none

Nejsou

none

Vypracování a obhajoba tří samostatných projektů: 0 - 25 bodů

Ústní zkouška: 0-75 bodů

Celkové bodové hodnocení: 100-90 A, 89-80 B, 79-70 C, 69-60 D, 59-50 E, méně než 50 F.

3 individual projects: 0 - 25 bodů

Oral exam: 0-75 bodů

100-90 A, 89-80 B, 79-70 C, 69-60 D, 59-50 E, méně než 50 F.