Biologické signály

Garant předmětu:

Marek Piorecký

Přednášející:

Václava Piorecká, Marek Piorecký

Cvičící:

Václava Piorecká, Marek Piorecký

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské techniky

Anotace:

Cílem předmětu je seznámit studenty s nativními a evokovanými biosignály, používanými v různých oborech medicíny. Dále budou probírány metody jejich snímání, zpracování a vyhodnocování v časové a frekvenční oblasti s využitím pokročilých metod digitálního zpracování signálů a metod umělé inteligence. V laboratorních úlohách budou mít studenti příležitost snímat vlastní biologické signály a následně je zpracovávat v programovém prostředí MATLAB.

Požadavky:

Požadavky pro udělení zápočtu:

Povinná účast na cvičení, max. 1 omluvena neúčast, odevzdané vypracované protokoly z měření, prezentace na vybrané téma (5-10min, PowerPoint) a úspěšné zvládnutí testu na konci semestru obsahující otázky z praktických měření. Z celkového hodnocení předmětu, cvičení tvoří maximálně 30 %.

Průběh a hodnocení zkoušky:

Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část je tvořena testem, ve kterých budou otázky, na něž budou studenti odpovídat. Test musí být napsán minimálně na 50 % bodů. Některé otázky mohou mít větší váhu při hodnocení než ostatní, a to například ty, které zahrnují početní úlohu či vyžadují komplexní přístup k řešení. Po úspěšném napsání testů následuje ústní přezkoušení. V případě, že výsledky písemné části jsou dostačující pro klasifikaci, může být od ústní části zkoušky ustoupeno. Je-li výsledek kterékoliv části hodnocen stupněm F, je i výsledek zkoušky automaticky F.

Osnova přednášek:

1.Úvod, biosignály, rozdělení, parametry. Artefakty.

2.Geneze biologických signálů, membránové potenciály, modelování elektrických vlastností neuronů

3.Signály srdce, svodové systémy EKG, elektrická srdeční osa

4.Popis křivky EKG v časové a frekvenční oblasti, hlavní popisné parametry, VKG, BSPM

5.Intrakardiální signály, fonokardiografie, pletysmogram, holterovské záznamy

6.Metody pro analýzu signálů v kardiologii

7.Signály nervů a kosterních svalů, EMG, EOG

8.Geneze signálů mozku, EEG, frekvenční pásma, grafoelementy, artefakty

9.Polysomnografie, evokované potenciály

10.Metody pro analýzu EEG a PSG

11.Geneze signálů zrakového ústrojí, geneze signálů sluchového ústrojí

12.Plicní funkce a jejich měření

13.Elektrická aktivita žaludku, elektrogastrogram

14.Možnosti měření fyziologických parametrů pomocí nositelné elektroniky

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. SÖRNMO, Leif a Pablo LAGUNA. Bioelectrical signal processing in cardiac and neurological applications. Amsterdam: Elsevier Academic Press, ©2005. xiii, 668 s. ISBN 0-12-437552-9

2. MALMIVUO, Jaakko a Robert PLONSEY. Bioelectromagnetism: principles and applications of bioelectric and biomagnetic fields. New York: Oxford University Press, 1995. ISBN 978-0-19-505823-9. Available online at the webpage: http://www.bem.fi/book/.

3. SANEI, Saeid a Jonathon CHAMBERS. EEG signal processing. Hoboken, NJ: John Wiley, 2007. ISBN 978-0-470-02581-9.

Doporučená literatura:

1. MIKE X. COHEN. Analyzing neural time series data: theory and practice. 2014. ISBN 0262019876.

2. ESCABÍ, Monty A. BIOSIGNAL PROCESSING. Introduction to Biomedical Engineering [online]. Second Edition. Amsterdam: Elsevier Academic Press, 2005, 2005, s. 549-625. DOI: 10.1016/B978-0-12-238662-6.50012-4. ISBN 9780122386626. Available online at the webpage: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9780122386626500124

3. KANIUSAS, Eugenijus. Biomedical Signals and Sensors II [online]. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2015. Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering. DOI: 10.1007/978-3-662-45106-9. ISBN 978-3-662-45105-2.

4. KANIUSAS, Eugenijus. Biomedical Signals and Sensors I [online]. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012. Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering. DOI: 10.1007/978-3-642-24843-6. ISBN 978-3-642-24842-9.

5. Advanced biosignal processing. Editor Amine NAIT-ALI. Berlin: Springer, 2009. ISBN 9783540895053.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost KL:B-720 Piorecká V. Piorecký M. 14:00–15:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Učebna
St
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Prospectus - magisterský (!)
• Navazující magisterský studijní program BME v aj (povinně volitelný předmět)