Osnova sekce

  • Biologické signály BAM31BSG

    Sbalit vše Rozbalit vše

    Náplní předmětu jsou nativní a evokované biosignály používané v různých klinických oborech současné medicíny a metody jejich zpracování a vyhodnocování. U významných biosignálů jsou studenti seznámeni s jejich genezí, případně s fyzikálními a matematickými modely. V laboratorních úlohách mají studenti příležitost ke snímání vlastních biologických signálů a k jejich následnému zpracování v programovém prostředí MATLAB.

    • Kontakty

      Garant, přednášející:
      Cvičení:

      Rozvrh

      Přednášky:
      • Úterý 09:15-10:45, T2: C2-82
      Cvičení:
      • Čtvrtek 09:15 - 10:45, T2: A3-413a
      • Čtvrtek 11:00 - 12:30, T2: A3-413a

      Hodnocení

      Celkové hodnocení se skládá z následujících částí:
      • max. 75 bodů za zkoušku (30 otázek x 2.5 body, požadované minimum 30 bodů)
      • max. 25 bodů za testy v semestru (10 x 2.5 max. 25 bodů)
      • max. 25 bodů za laboratorní (domácí) úlohy (10 x 2.5 max. 25 bodů)
      • požadované minimum pro zápočet (20 bodů) 
        • testy ani neodevzdané úlohy se nenahrazují
        • v případě nezískání požadovaného minima lze absolvovat opravný test v zápočtovém týdnu
      Klasifikace:
      • A ... > 90 bodů
      • B ... 80 - 89 bodů
      • C ... 70 - 79 bodů
      • D ... 60 - 69 bodů
      • E ... 50 - 59 bodů
      • F ... < 50 bodů

      Literatura

      Předmět kompletně nepokrývá žádná učebnice nebo skriptum. Většinu informací však lze nalézt v textech a na webech zabývajících se číslicovým zpracováním signálů a v podkladech k jednotlivým tématům.

      1. Čmejla, R.: Biologické signály - textové verze přednášek, ČVUT FEL, (dokumenty dostupné na stránkách předmětu).
      2. Čmejla, R. a kol.: Zpracování biologických signálů - návody k laboratorním úlohám, ČVUT FEL, (dokumenty na stránkách předmětu).
      3. Svatoš, J.: Biologické signály, ČVUT Praha 1998.
      4. Penhaker, M. a kol.: Lékařské diagnostické přístroje. Ostrava 2004. 
      5. Rozman, J. a kol.: Elektronické přístroje v lékařství, Academia 2006.
      6. Mohylová, J., Krajča, V.: ZPRACOVÁNÍ BIOLOGICKÝCH SIGNÁLŮ. Učební text - VŠB-TU Ostrava 2007
    • Oznámení Fórum

  • Týden 1 - Úvod do biologických signálů, 16.2. - 22.2.

    • Úvodní přednáška - BSG01.pdf

      • Rozdělení biosignálů
      • Reakční doba

      Cvičení - Lab01.pdf

  • Týden 2 - Geneze biosignálů, 23.2. - 1.3.

  • Týden 3 - Signály nervů a svalů, 2.3. - 8.3.

    • Signály nervů a svalů - BSG03.pdf

      • Úvod do elektromyografie
      • Aplikace EMG
      • Zpracování EMG

      Cvičení - Lab03.pdf

  • Týden 4 - Signály srdce I, 9.3. - 15.3.

    • Signály srdce I - BSG04.pdf

      • Úvod do EKG
        • Převodní systém srdeční
        • Geneze EKG křivky
        • Svodové systémy
      • Analýzy EKG
        • EKG desatero
        • Elektrická osa srdeční
        • Cabrerův kruh
        Počítačová morfologická analýza EKG
        • Pan-Tompkinsonův algoritmu detekce R špiček
        • Automatická detekce hrotů a vln

      Cvičení - Lab04.pdf

  • Týden 5 - Signály srdce II, 16.3. - 22.3.

    • Signály srdce II - BSG05.pdf

      • Další typy EKG
        • Náhradní umístění svodů
        • Zátěžové EKG
        • Jícnové EKG
      • Základní EKG křivky
        • Poruchy rytmu
        • Ektopické aktivity
        • Blokády šíření
      • Variabilita srdeční frekvence - HRV
        • HRV a autonomní nervový systém
        • Metody analýzy HRV (časová a frekvenční oblast, nelineární)
        • Faktory ovlivňující HRV

      Cvičení - Lab05.pdf

      • Časové metriky HRV
      • Spektrální analýzy - Welchovo a AR spektrum
      • Poincarého diagram
      • Porovnání HRV analýz pro klid a zátěž
        HRV_help.m. ECG_500_60s.txt

  • Týden 6 - Signály srdce III, 23.3. - 29.3.

  • Týden 7 - Signály mozku I, 30.3. - 5.4.

    • Signály mozku I - BSG07.pdf

      • Elektroencefalogram
        • Systém10/20
        • Základní typy zapojení
        • Standardizace
        • Hodnocení EEG
      • Normální EEG
        • Ontogeneze
        • Kazuistiky EEG atlas
      • Zpracování EEG

      Cvičení - Lab07.pdf

      • Předzpracování a filtrace
      • Adaptivní segmentace
      • Spektrální analýzy
      • Korelační a koherenční analýzy
      • Klasifikace
        EEG1_help.m, EEG:data.zip, lab07.gtl

  • Týden 8 - Signály mozku II, 6.4. - 12.4.

  • Týden 9 - Signály oka, spánek 13.4. - 19.4.

    • Signály oka - BSG09.pdf

      • VEP, ERP
      • Elektroretinogram
      • Pupilometrie
      • Klinický elektrookulogram
      • Elektrookulogram
      • Mechanismy pohybu oka
        • Sakády a fixace
        • Sledovací pohyby – volní a mimovolní
      • Čtecí pohyby
      • Změny napětí EOG x úhlové vychýlení oka
      • Hodnocení prostorového pohybu očí
      • Oční pohyby v neurologii, psychiatrii a polysomnografii

      Spánek

      • Fáze spánku
      • Spánková polysomnografie
      • Poruchy spánku
        • Obstrukční spánková apnoe
        • Spánková polygrafie
        • Aktigrafie

      Cvičení

       
      • Čtecí pohyby
      • Fixace, sakády
      • Sledování pohybujících se objektů
      • Změny napětí EOG x úhlové vychýlení oka
      • Hodnocení prostorového pohybu očí
      • Pupilometrie
       

  • Týden 10 - Hlas a řeč I, 20.4.-26.4.

    • Hlas a řeč I.

      • Tvorba hlasu a řeči 
        • respirace, fonace, prozodie, artikulace
      • Akustický model hlasu a řeči
        • AR modelování
        • Akusticko fonetické charakteristiky
          • F0,formanty, jitter, shimmer, NHR, ACF
      • Poruchy hlasu, řeči a jazyka
        • Subjektivní hodnocení poruch
        • Objektivní hodnocení poruch

      Cvičení

      • Analýza a syntéza řeči

  • Týden 11 a 12 - Hlas a řeč II, 27.4. -10.5.

    • Analýza patologických promluv - doc. Ing. Jan Rusz, Ph.D.

      • Hypokinetické a hyperkynetické syndromy 
      • Motorické poruchy řeči

      Cvičení

      • Akustické a jazykové analýzy

  • Týden 13 - Další biosignály 11.5. - 17.5.

    • Další biosignály

      • Signály žaludku
        • Elektrická aktivita žaludku
        • Elektrogastrogram
        • Parametrická spektra
      • Plicní funkce
        • Plicní objemy
        • Plicní kapacity
        • Spirometrie
      • Bioimpedanční signály
        • Elektroglotogram
        • Bioimpedanční analýza

      Cvičení

      Elektrogastrogram 
      Plicní funkce
      Elektroglotogram

  • Týden 14 - Zápočtový týden, 18.5. - 24.5.

      • Předtermín BSG 
        • úterý 19. května, 9:15, C2-82 
          • termín je určen především pro studenty přihlášené ke SZZ
          • požadavek pro ostatní studenty - dosažení alespoň cca 40 bodů ze semestr
          • přihlášení e-mailem do neděle 17.05.2026, 24:00
      • Náhradní testy ze cvičení
        • čtvrtek 21, května, 9:15 (obě skupiny), 413a
      • Řádné termíny BSG (přihlášení v KOSu):
        • pondělí 25. května 2026, 9:15 
        • středa   3. června 2026, 9:15 
        • čtvrtek 11. června 2026, 9:15 
      • Opravný termín BSG
        • středa   2. září   2026, 9:15

  • Domácí úkoly

    Hodnocení protokolů

    2,50 – splnění zadání (minimum)

    • základní zpracování dle zadání
    • chybí hlubší interpretace výsledků nebo systematičnost
    • případně nesplnění formálních požadavků (např. chybějící m-file nebo data)

    2,75 (+0,25 bonus) – solidní zpracování

    • kompletní analýza dle zadání
    • správná fyziologická interpretace
    • využití standardních metod bez výrazných úprav

    3,00 (+0,50 bonus) – dobře zpracovaný protokol

    • systematická a přehledná analýza
    • více metod / srovnání přístupů
    • kvalitní interpretace výsledků

    3,25 (+0,75 bonus) – výborné zpracování

    • nad rámec zadání (např. pokročilejší metody, práce s artefakty, hlubší analýza)
    • kritická diskuse výsledků a limitů
    • vlastní přístup k řešení

    3,50 (+1,00 bonus) – nadstandard

    • výrazně nad rámec zadání
    • vlastní přínos (např. implementace metod, experimenty, nové přístupy)
    • práce charakterem blízká odbornému článku

    Poznámka

    Bonusové body jsou udělovány za aktivní rozšíření řešení nad rámec zadání.
    Ukázky prací s bonusem +1 jsou zveřejněny níže jako inspirace.
    BSG07_bajicova.pdf, BSG07_surkadom.pdf

  • BIOPAC

  • MATLAB

  • Extra studijní materiály

  • Testy