|
|
Stanovení vzájemných vazeb mezi mozkovými strukturami
Klimeš, Petr ; Hlinka,, Jaroslav (oponent) ; Krajča,, Vladimír (oponent) ; Halámek, Josef (vedoucí práce)
Lidský mozek je tvořen vzájemně propojenými populacemi nervových buněk, které formují anatomicky i funkčně oddělené struktury. Pro studium fyziologie a patologie lidského mozku je zcela zásadní znát, jak jsou tyto struktury propojeny a jak se mezi nimi šíří informace. Publikované metody na detekci vzájemných vazeb se velmi často omezují pouze na analýzu povrchového EEG, pracují s vymezeným počtem kontaktů a nezachycují dynamický vývoj konektivity při kognitivních procesech nebo při různých stavech vědomí. Současně nepopisují konektivitu patologických částí mozku, jejíž analýza by mohla zásadně přispět k výzkumu a léčbě dané patologie. Cílem této práce je návrh metodiky a následná analýza časového průběhu vzájemných vazeb mezi mozkovými strukturami z intrakraniálního EEG. Analyzovány jsou fyziologické procesy v průběhu kognitivní stimulace, a lokální konektivita patologických částí epileptického mozku při klidu a spánku. Výsledky přinášejí nové poznatky v oblasti základního výzkumu fyziologie lidského mozku, kterých bylo dosaženo pomocí inovativního postupu, jenž kombinuje metody konektivity a výpočty výkonů EEG signálů. V druhé části práce je analyzována lokální konektivita epileptického ložiska (SOZ). Výsledky popisují funkční oddělení SOZ od okolní tkáně a mohou přispět do klinické praxe léčby epilepsie.
|
|
|
Analýza nelineárních jevů v ultrazvukové diagnostice
Čížek, Martin ; Hrazdíra,, Ivo (oponent) ; Halámek, Josef (oponent) ; Rozman, Jiří (vedoucí práce)
Modelová studie nelineárních jevů v ultrazvukové diagnostice je zaměřena na vývoj a experimentální ověření nových počítačových algoritmů pro numerické modelování ultrazvukového pole včetně nelineárních jevů při šíření uzv v biologické tkáni. Byla vypracována teoretická analýza nelineárních jevů při šíření ultrazvuku a jejich podílu na tepelných a mechanických účincích uzv při diagnostických aplikacích. V prostředí Matlab byl vyvinut numerický model šíření uzv v modelu biologické tkáně tvořeném soustavou dílčích homogenních vrstev o definovaných fyzikálních parametrech. Výpočet uzv pole je založen na aplikaci metody úhlového spektra. Pro simulaci nelinearit je použita Burgersova nelineární vlnová rovnice. Výstupem simulací je prostorové rozložení ultrazvukového pole v médiu ozvučeném uzv měničem či jejich soustavou. Vypočtené rozložení uzv pole je vyjádřeno amplitudami zvoleného počtu harmonických složek akustického tlaku, mechanickým indexem, harmonickým zkreslením signálu a prostorově špičkovou časově průměrnou intenzitou všech dílčích uvažovaných harmonických složek. Funkčnost výpočetního modelu byla experimentálně ověřena měřením pomocí unikátního ultrazvukového měřicího systému – ultrazvukové měřicí vany. Ověřený numerický model byl využit ke zhodnocení věrohodnosti predikce mechanického indexu a oteplení tkáně při diagnostických aplikacích uzv v případě, kdy ve výpočtech jsou a kdy naopak nejsou nelineární jevy uvažovány. Dále je pomocí numerického modelu posouzena spolehlivost indikace hodnoty mechanického indexu uzv diagnostickými přístroji při vyšetřeních. V současnosti jsou tyto hodnoty stanovovány výrobci přístrojů na základě korigovaných výsledků měření ve vodě. Cílem srovnání bylo zjistit do jaké míry tato měření korespondují se situací ve vyšetřované biologické tkáni.
|
|
|
Metody vyhodnocení variability tepové frekvence a arteriálního krevního tlaku
Sedláčková, Gabriela ; Halámek, Josef (oponent) ; Leinveber, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá metodami popisujícími variabilitu tepové frekvence a arteriálního krevního tlaku. Důležitým mechanismem organismu pro udržení homeostázy v těle je tzv. zpětnovazební baroreflexní smyčka, která umožňuje krátkodobou regulaci krevního tlaku. Práce obsahuje popis metod, které se v současné době používají k vyhodnocení baroreflexní sensitivity. Pomocí programů v prostředí Matlab byla provedena analýza dat v časové a frekvenční oblasti. V závěru je posuzován vliv komorových extrasystol na výstupní parametr.
|
|
|
Properties of pulse wave velocity in human body during various excitations
Matejková, Magdaléna ; Halámek, Josef (oponent) ; Vondra, Vlastimil (vedoucí práce)
The thesis is concerned with the analysis of measuring pulse wave velocity in human body with the aid of whole-body multichannel bioimpedance which was developed at ISI AS CR, v.v.i.. The evaluation of pulse wave velocity can provide us with important information about the state of vessel compliance which is one of the basic parameters informing on their physiological state. The examination of the state of vascular system is a very important part of early diagnostics because its pathological states are the main contributor to the rise of cardiovascular diseases and disease mortality. The thesis is concerned with the theoretical analysis together with the available methods of valuation of the state of vascular system that use measuring of pulse wave velocity. The main part of the thesis deals with the analysis of the whole-body multichannel bioimpedance measurement. The proposed and programmed protocol that summarizes and visualizes all obtained information is a part of this thesis. This is currently used as an output of the experimental measurement by this method. Data file for statistical processing contains the values of the pulse wave velocity of 35 healthy volunteers and subsequently the properties of pulse wave are assessed at various excitations.
|
|
|
Vlnková filtrace elektrokardiogramů
Smital, Lukáš ; Smékal, Zdeněk (oponent) ; Halámek, Josef (oponent) ; Kozumplík, Jiří (vedoucí práce)
Tato dizertační práce pojednává o možnostech využití vlnkových transformací pro odstranění širokopásmového svalového rušení v signálech EKG. V práci jsou nejprve rozebrány vlastnosti signálů EKG a především nejčastěji vyskytující se typy rušení. Dále je představena teorie vlnkových transformací a ukázány návrhy jednoduchého vlnkového filtru i sofistikovanější varianty využívající wienerovské filtrace vlnkových koeficientů. Další část práce je věnována návrhu vlastního filtru, který vychází právě z wienerovské vlnkové filtrace a je doplněn algoritmy zajišťujícími plnou adaptibilitu jeho parametrů při změně vlastností vstupního signálu. Vhodné parametry navrženého systému jsou hledány automatickým způsobem a algoritmus je testován na kompletní standardní databázi elektrokardiogramů CSE, kde dosahuje výrazně lepších výsledků než další srovnávané publikované metody.
|
|
|
Analýza elektrických biologických signálů v experimentální kardiologii
Janoušek, Oto ; Halámek, Josef (oponent) ; Kremláček,, Jan (oponent) ; Kolářová, Jana (vedoucí práce)
Disertační práce se zaměřuje na problematiku odstranění pohybového artefaktu z optických záznamů akčního napětí. V širších souvislostech se zabývá optickým snímáním elektrické aktivity izolovaného srdce a pokročilými metodami zpracování signálů. V práci je popsán inovativní přístup k odstranění pohybového artefaktu založený na využití metody nezávislých komponent. Součástí práce je ověření navrženého přístupu na simulovaných i reálných datech a srovnání přístupu s doposud publikovanými přístupy.
|
|
|
Detekce parametrů repolarizace ze signálu EKG
Brandejs, Jakub ; Halámek, Josef (oponent) ; Veselý, Petr (vedoucí práce)
V rámci diplomové práce autor navrhl a realizoval detektor vrcholu a konce T vlny za pomocí dosud nepublikované transformace svodů na bázi lineární regrese napříč svody. Během vývoje se daná transformace ukázala jako užitečný nástroj pro detekci QRS komplexu. Realizovaný QRS detektor byl testován na databázi CSE a výsledky byly porovnány výsledky jiných autorů. Detektor parametrů T vlny byl testován kvalitativně a výsledky byly uvedeny ve formě grafických ukázek.
|
|
|
Study of Electrophysiological Function of the Heart in Experimental Cardiology
Ronzhina, Marina ; Tyšler, Milan (oponent) ; Halámek, Josef (oponent) ; Kolářová, Jana (vedoucí práce)
Isolated heart is widely used in experimental cardiology to study myocardial ischemia and infarct, left ventricular hypertrophy, myocarditis, etc. Nevertheless, the standardized criteria for assessment of above disorders in animal models are missing that complicates interpretation of the results obtained in such studies. It is of special importance, if several pathologies are presented simultaneously, when possible co-effects cannot be simply identified and analysed. Besides the condition of the heart, there are many other factors playing important role in data acquisition and analysis. In this work, electrophysiological effects of increased left ventricular mass (intrinsic factor) and voltage-sensitive dye di-4-ANEPPS (external factor) are evaluated on rabbit isolated hearts under non-ischemic and ischemic condition. Although both phenomena are quite frequent in animal studies, their effects on ischemia manifestations and electrogram-based ischemia detection accuracy have not been quantitatively described yet. Results of quantification of ischemia-induced changes in heart function (under normal conditions, increased LV or dye administration) by analysis of various EG and VCG parameters are summarized. Such important aspects as recording electrodes placement, method of parameters calculation (using or without outcomes of manual EG delineation) and definition of the beginning of ‘true’ ischemic injury in preparation (methodological factors) are also addressed. Along with it, different tools for automatic detection of ischemia in data are presented. According to the results of statistical analysis of parameters and testing the detectors on different data, all above mentioned phenomena (both heart-related and methodological) should be taken into account to ensure successful study of the heart electrical activity.
|
|
|
Modelová studie účinků ultrazvuku na vývoj plodu
Jaroš, Josef ; Halámek, Josef (oponent) ; Hrazdíra,, Ivo (oponent) ; Rozman, Jiří (vedoucí práce)
Výrazný rozvoj ultrazvukové techniky je úzce svázán se zvyšováním výstupního výkonu ultrazvukových sond. Účinky ultrazvukového vlnění mohou za určitých podmínek nepříznivě ovlivnit vývoj plodu. Současné studie, které se zabývají modelováním účinků na biologickou tkáň jsou založeny na simulaci pole elementárních měničů. Hodnocené tepelné účinky jsou obvykle určovány jednorozměrně v ose měniče. Vytvořením flexibilního modelu diagnostických systémů je možné simulovat vyzařování různých typů sond a modelovat oteplení tkání v závislosti na typu apertury a buzení. Podle náhradních elektromechanických modelů byla určena impulsní odezva piezoelektrických měničů. Ta je využita pro simulaci třírozměrného rozložení akustického tlaku a intenzity ultrazvuku. Jsou modelovány možnosti fázování a dynamické fokusace svazku na základě optimalizace řady měničů. Pro určení tepelných účinků je simulován vrstvený 3D model mateřské tkáně a plodu. Uvažovány jsou hraniční případy ozvučení v lékařské prenatální ultrasonografii a výsledky byly srovnány s měřením akustických polí několika diagnostických sond. Měření oteplení bylo provedeno ve tkáňovém fantomu. Výsledky práce poukazují na možná ohrožení plodu během vyšetření současnými diagnostickými sondami a na jejich základě jsou odvozena praktická doporučení.
|
|
|
Automatic Analysis of Heart Rate Variability Signals
Kubičková, Alena ; Halámek, Josef (oponent) ; Lhotská, Lenka (oponent) ; Kozumplík, Jiří (vedoucí práce)
This dissertation thesis is dedicated to the heart rate variability and methods of its evaluation. It mainly focuses on nonlinear methods and especially on the Poincaré plot. First it deals with the principle and nature of the heart rate variability, then the ways of its representation, linear and also nonlinear methods of its analysis and physiological and pathophysiological influence on heart rate variability changes. In particular, there is emphasis on the metabolic syndrome. In the next section of the thesis there are compared and evaluated different ways of representation of the heart rate variability and further are tested selected methods of heart rate variability analysis on unique data from patients with the metabolic syndrome and healthy subjects provided by the Institute of Scientific Instruments, Academy of Sciences of Czech Republic. In particular, they are used the Poincaré plot and its parameters SD1 and SD2, commonly used time domain and frequency domain parameters, parameters evaluating signal entropy and the Lyapunov exponent. SD1 and SD2 combining the advantages of time and frequency domain methods of heart rate variability analysis distinguish successfully between patients with the metabolic syndrome and healthy subjects.
|
host ::
RSS.