Analýza spánkových elementů v EEG signálech

• Název práce v češtině: Analýza spánkových elementů v EEG signálech
• Název v anglickém jazyce: Analysis of sleep elements within EEG signals
• Klíčová slova: EEG, spindle
• Klíčová slova anglicky: EEG, spindle
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
• Vedoucí / školitel: RNDr. František Mráz, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 26.09.2017
• Datum zadání: 26.09.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 02.10.2017

Zásady pro vypracování

Lidský spánek se vyznačuje střídáním fázi REM (z ang. rapid eye movement – rychlé oční pohyby) a NREM (non-REM – opak REM). Klidová fáze NREM se dále dělí na čtyři stádia, z nichž druhé stádium je považováno za nejdůležitější pro posouzení kvality spánku. Jedním z hlavních znaků stádia 2 je výskyt tzv. spindlů někdy označovaných jako spánková vřeténka. Jsou to krátké úseky rytmických vln s frekvencí 11–16 Hz, jejichž amplituda v EEG náhle klesá a narůstá. Analýza spindlů v EEG se dělá od 70. let 20. století. Bohužel, detekce spindlů se často dělá ručně a navíc samotná definice toho, co je spánkový spindle se stále vyvíjí. Existuje také mnoho publikací věnovaných automatické detekci spánkových spindlů v EEG, ale jejich výsledky nelze jednoduše porovnávat už jenom proto, že se autoři neshodnou na stejné definici spánkového spindlu.

Cílem práce bude implementovat a porovnat několik vybraných metod detekce spánkových spindlů v EEG a případně navrhnout a naprogramovat vlastní metodu detekce, která by se co nejvíce blížila výsledkům vybraných ručních analýz spánku. Srovnání bude porovnávat nejen přesnost a citlivost vybraných metod, ale také jejich složitost.

Seznam odborné literatury

[1] Aboalayon, K. A. I. , Almuhammadi, W. S., Faezipour, M.: A comparison of different machine learning algorithms using single channel EEG signal for classifying human sleep stages. System Application and Technological Conference (LISAT) IEEE, 2015, pp. 1-6

[2] Ahmed B., Redissi A., Tafreshi R.: A Characterization of Sleep Spindles in EEG. In: Dössel O., Schlegel W.C. (eds): World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, September 7 - 12, 2009, Munich, Germany. IFMBE Proceedings, vol 25/7. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009

[3] O’Reilly, C., Warby, S. C., Nielsen, T., eds.: Sleep Spindles: Breaking the Methodological Wall. Lausanne: Frontiers Media, 2017. doi: 10.3389/978-2-88945-116-6

[4] Warby, S. C., Wendt, S. L., Welinder, P., et al.: Sleep spindle detection: crowdsourcing and evaluating performance of experts, non-experts, and automated methods. Nature methods. 2014;11(4):385-392. doi:10.1038/nmeth.2855