Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Zpracování signálů v eHealth

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky čeština
Kód 450-2098/01
Zkratka ZSeH
Název předmětu česky Zpracování signálů v eHealth
Název předmětu anglicky Signal Processing in eHealth
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství
Garant předmětu Ing. Jan Kubíček, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:

Základní charakteristiky a klasifikace biologických signálů: počítačová reprezentace, diskretizace, typy, biologický původ, diagnostika, časová, frekvenční a časově frekvenční doména.

Konvoluční analýza biologických signálů: analýza spojité a diskrétní konvoluce.

Spektrální analýza biologických signálů: Fourierovy řady, Fourierova transformace, algoritmy pro výpočet FFT, spektrální hustota energie a výkonu, frekvenční spektra.

Filtrace biologických signálů: syntéza analogových a číslicových filtrů, FIR a IIR filtry, notch filtr, rekurzivní filtry a frekvenční analýza filtru.

Analýza EEG signálu: reprezentace EEG signálu, metoda zhuštěných spektrálních kulis (CSA), topografické mapování elektrofyziologické aktivity, interpolace plošné informace, amplitudové a frekvenční mapování, lokální koherence a měření fáze.

Analýza EKG signálu: analýza šumu EKG signálu, reprezentace EKG signálu, algoritmy pro extrakci QRS komplexu, Pan-Tompkinsonův algoritmus, detekce R vrcholu, klasifikace EKG signálu a výpočet srdeční variability (HRV).

Analýza PPG signálu: analýza šumu PPG signálu, reprezentace PPG signálu, detekce systolické fáze srdce a porovnání srdeční frekvence z PPG a EKG záznamu.

Analýza EMG signálu: geneze, reprezentace, vlastnosti, snímání EMG signálu a základní metody zpracování.

Počítačové laboratoře:

Úvod do prostředí MATLAB a základní charakteristiky digitálních signálů.

Implementace konvoluce pro zpracování biologických signálů.

Implementace základních metod frekvenční analýzy: Fourierova řada a transformace, výpočet FFT.

Návrh základních digitálních filtrů v prostředí MATLAB.

Základní algoritmy pro zpracování EEG signálu.

Implementace algoritmů pro filtraci a detekci významných úseků EKG signálu.

Algoritmy pro zpracování PPG signálu.

Analýza algoritmů pro časově-frekvenční analýzu signálů s důrazem na zpracování EMG signálu.

E-learning

Materiály jsou dostupné v https://lms.vsb.cz/

Povinná literatura

[1] KRAJČA, Vladimír a Jitka MOHYLOVÁ. Číslicové zpracování neurofyziologických signálů. V Praze: České vysoké učení technické, 2011. ISBN 978-80-01-04721-7.
[2] UHLÍŘ, Jan a Pavel SOVKA. Číslicové zpracování signálů. Praha: České vysoké učení technické, 1995. ISBN 80-01-01303-0.
[3] BRTNÍK, Bohumil a David MATOUŠEK. Algoritmy číslicového zpracování signálů. Praha: BEN - technická literatura, 2011. ISBN 978-80-7300-400-2.
[4] HLAVÁČ, Václav a Miloš SEDLÁČEK. Zpracování signálů a obrazů. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2001 dotisk. ISBN 80-01-02114-9.

Doporučená literatura

[1] JAN, Jiří. Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů. 2. upr. a rozš. vyd. Brno: VUTIUM, 2002. ISBN 80-214-1558-4.
[2] GACEK, Adam a Witold PEDRYCZ, ed. ECG signal processing, classification and interpretation: a comprehensive framework of computational intelligence. London: Springer, c2012. ISBN 978-085729-867-6.
[3] VONDRÁK, Ivo. Umělá inteligence a neuronové sítě. 2. vyd. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2002. ISBN 80-7078-949-2.