Detail předmětu

Analýza biologických signálů

CESA-SABSAk. rok: 2023/2024

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

Garant předmětu

Ing. Andrea Němcová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

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 projektu (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.

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.

Studijní opory

Materiály ke studiu jsou dostupné na e-learningu.

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)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech