F7DIMZFD - Multidimenzionální zpracování fyziologických dat

Předmět reaguje na pokrok v oblasti snímání a záznamu dat při rutinním vyšetření pacientů a z animálních a klinických experimentů. Cílem je rozvíjet schopnost identifikovat a zhodnotit procesy zachycené v datech, včetně jejich dynamiky, a tyto procesy zachytit v realistických matematických modelech fyziologických a patofyziologických dějů. Diskutovány budou problémy předzpracování a synchronizace dat, výpočetní efektivity, identifikace trendů a vzorů, dynamické a stochastické modely, vizualizace měřených dat i výstupu modelů. Respektována bude multidimenzionální povaha dat.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Témata přednášek:

1.Charakteristiky signálů

2.Záznam multidimenzionálních dat

3.Problematika zpracování velkoobjemových a multidimenzionálních dat

4.Spektrální analýza

5.Korelační analýza

6.Vlnková transformace

7.Hilbertova transformace

8.Cepstrální analýza

9.Shluková analýza

10.Klasifikace dat

Témata cvičení:

1.Analýza dat z konvenčního ventilátoru pro umělou plicní ventilaci.

2.Využití SW pro zpracování a vyhodnocení multidimenzionálních synchronních fyziologických signálů.

Cílem je rozvíjet schopnost identifikovat a zhodnotit procesy zachycené v datech, včetně jejich dynamiky, a tyto procesy zachytit v realistických matematických modelech fyziologických a patofyziologických dějů.

Povinná literatura:

[1] Northrop, R. B. Signals and systems analysis in biomedical engineering. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis, 2010, ISBN 978-1-4398-1251-8.

[2] Gath, I., Inbar, G. F.: Advances in processing and pattern analysis of biological signals. New York: Plenum, 1996, ISBN 0-306-45215-4.

[3] Das, A.. Guide to signals and patterns in image processing: foundations, methods and applications. Cham: Springer, 2015, ISBN 978-3-319-14171-8.

[4] Sanei, S., Hossein, H.: Singular spectrum analysis of biomedical signals. Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2016. ISBN 978-1-4665-8927-8

Doporučená literatura:

[1] Analýza signálů a soustav. BEN - technická literatura, 2011. ISBN 978-80-7300-395-1.

[2] Broughton, S. Allen a Kurt Bryan. Discrete Fourier analysis and wavelets: applications to signal and image processing. Hoboken: Wiley, 2009. xv, 337 s. ISBN 978-0-470-29466-6.

[3] Narasimhan, S. V. a S. Veena. Signal processing: principles and implementation. Harrow: Alpha Science, 2005. xix, 576 s. ISBN 1-84265-199-4.

Modul G