Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Zpracování biosignálů

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 450-4075/01
Zkratka ZBS
Název předmětu česky Zpracování biosignálů
Název předmětu anglicky Processing of Biosignals
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství
Garant předmětu Ing. Jaroslav Vondrák, Ph.D.

Osnova předmětu

Přenášky:
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.
Metody klasifikace biologických signálů: neuronové sítě, genetické algoritmy, učení bez učitele, shluková analýza.
Spektrální analýza biologických signálů: Fourierovy řady, Fourierova transformace, algoritmy pro výpočet FFT, spektrální hustota, spektrální hustota energie a výkonu, frekvenční spektra a okenní funkce.
Analýza šumu v biologických signálech: typy, původ, reprezentace, metody pro hodnocení šumu v signálech a zkreslení biologického signálu vlivem šumu.
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.
Dýchací signály: analýza dýchacích křivek a plynů. Analýza plicních kapacit a objemů.
Elektrické signály oka: reprezentace, snímání, vlastnosti a zpracování EOG a ERG signálů.
Analýza EGG: analýza elektrické aktivity žaludku, elektrogastrogram, analýza v časové a frekvenční oblasti, frekvenční komponenty EGG záznamu, spektrogram a periodogram.
Analýza akustických biologických signálů.

Počítačová cvičení:
Základy zpracování signálů v prostředí MATLAB.
Konvoluční analýza biologických signálů.
Klasifikace biologických signálů.
spektrální analýza biologických signálů.
Analýza šumu v biologických signálech.
Filtrace biologických signálů.
Analýza EEG signálu.
Analýza EKG signálu.
Analýza PPG signálu.
Analýza EMG signálu.
Analýza dýchacích signálů.
Analýza elektrických signálů oka.
Analýza EGG signálu.
Analýza akustických biologických signálů

E-learning

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

Povinná literatura

[1] BRUCE, Eugene N. Biomedical signal processing and signal modeling. New York: Wiley, c2001. ISBN 978-0-471-34540-4 .
[2] BRTNÍK, Bohumil a David MATOUŠEK. Algoritmy číslicového zpracování signálů. Praha: BEN - technická literatura, 2011. ISBN 978-80-7300-400-2.

Doporučená literatura

[1] KOZUMPLÍK, Jiří, Radim KOLÁŘ a Jiří JAN. Číslicové zpracování signálů v prostředí Matlab. Brno: Vysoké učení technické, 2001. ISBN 80-214-1964-4.