Projekt
z Matematické biologie a biomedicíny
- epidemiologie a modelování
(E4012)
…because none of us are as bad ass as all of us…
Projekt z Matematické biologie (E4012)
… je týmový projekt!
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt
• Rozdělení projektu na úkoly
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt
• Rozdělení projektu na úkoly
• Vůdcovství (leadership)
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt
• Rozdělení projektu na úkoly
• Vůdcovství (leadership)
• Komunikace, pomoc
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt
• Rozdělení projektu na úkoly
• Vůdcovství (leadership)
• Komunikace, pomoc
• Řízení změn, dokumentace
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt
(1) KONTROLNÍ DEN:
obhajoba zvolených metod
a postupů
(2) ZÁVĚREČNÉ PREZENTACE:
obhajoba celého projektu včetně
realizace algoritmu a výsledků
• Rozdělení projektu na úkoly
• Vůdcovství (leadership)
• Komunikace, pomoc
• Řízení změn, dokumentace
• Dvě obhajoby
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt
• Rozdělení projektu na úkoly
• Vůdcovství (leadership)
• Komunikace, pomoc
• Řízení změn, dokumentace
• Dvě obhajoby
• Hackathon
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Využijte hackathon pro:
• konzultaci se svými mentory
• konzultaci s cizími mentory
• vyzkoušení „cool“ aplikací, jako jsou:
• GitHub,
• BitBucket,
• Slack
• Trello
• programování
• dokumentaci kódu
• přípravu slajdů
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt
• Rozdělení projektu na úkoly
• Vůdcovství (leadership)
• Komunikace, pomoc
• Řízení změn, dokumentace
• Dvě obhajoby
• Hackathon
• Zápočet
• Závěrečnou zprávu k projektu není potřeba vypracovávat.
• Zápočet bude udělen na základě úspěšné obhajoby.
• Na hodnocení se budou podílet mentoři společně
se studenty z dalších týmů.
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt – témata zadání
• zpracování/analýza obrazových dat z magnetické rezonance
• klasifikace regionů v obrazových datech z hyperspektrálního snímání rostlin
• analýza signálů z měření tkáňové perfuze
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Týmový projekt – mentoři 2022
• Jakub Jamárik • Daniel Schwarz
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
• Renata Divinová
Sestavení týmů
Dračková, Tereza
Maršálová, Kateřina
Martináková, Tereza
Nováková, Tereza
Růžičková, Petra
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Rostliny Mozky
Martina Lepkova
Karolina Janska
Ondrej Kužlík
Potkani
Filip Čech
Petra Slámečková
Dominika Antoninova
Hana Kučerová
Týmový projekt - termíny
19. října 2022
16. listopadu 2022
14. prosince 2022
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Together we can accomplish anything!
Projekt z Matematické biologie (E4012)
… je týmový projekt!
E4012 Projekt z Matematické biologie, 2022
Vazospasmy Analýza signálů z měření tkáňové perfuze pro studium vazospasmů
Vazospasmy Analýza signálů z měření tkáňové perfuze pro studium vazospasmů
Rekonstrukční mikrochirurgie, plastická a estetická chirurgie
Vazospasmy Širší kontext experimentu:
✓Porovnání mechanických vlivů způsobujících vazospasmy.
✓ Srovnání účinku vazoaktivních substancí na uvolnění vazospasmu
v experimentu na laboratorním potkanovi.
✓ Ověření účinku vybraného spasmolytika v experimentu na praseti.
✓ Použití spasmolytika v klinické praxi k léčbě mikrochirurgických komplikací.
Vazospasmy Širší kontext experimentu:
✓Porovnání mechanických vlivů způsobujících vazospasmy.
✓ Srovnání účinku vazoaktivních substancí na uvolnění vazospasmu
v experimentu na laboratorním potkanovi.
✓ Ověření účinku vybraného spasmolytika v experimentu na praseti.
✓ Použití spasmolytika v klinické praxi k léčbě mikrochirurgických komplikací.
Vazospasmy
180 potkanů
anestezie a preparace
tříselného laloku
Měření tkáňové perfuze,
podněty ke spasmům
Předzpracování a analýza signálů
Vazospasmy
Vazospasmy
Závaží 10 g
Závaží 15 g
Závaží 20 g
Svorky E120
Svorky E180
Svorky Ey
Krev
Krvácení
Preparace
Nalezení podnětu, který způsobí nejdelší vasospasmus
bez anatomického poškození cévy.
Vazospasmy
Signály tkáňové perfuze PeriFlux5000
Vazospasmy: workpackages
1. Vysvětlení podstaty vzniku vazospasmu při rekonstrukční mikrochirurgii
2. Vysvětlení fyzikální podstaty měření perfuze krve laser-dopplerovskými
přístroji
3. Programování importu ASCII dat z přístroje Periflux5000 do Matlabu
4. Předzpracování časových řad
5. Analýza časových řad:
• určení nejvhodnějšího podnětu pro další experimentování
• rozdělení všech podnětů na „slabé“ a „silné“
Registrácia obrazov magnetickej rezonancie (MR) a pozitrónovej emisnej
tomografie (PET) pre hodnotenie funkcie dopaminergického systému
Registrácia obrazu: Motivácia
!
https://www.simplypsychology.org/the-role-of-dopamine-as-a-neurotransmitter-in-the-human-brain.html
Registrácia obrazu: PET a MRI
[18F]DOPA – PET
funkčná informácia
T1w – MRI
štrukturálna informácia
Registrácia obrazu:
Registrácia obrazu:
[18F]DOPA – PET
funkčná informácia
T1w – MRI
štrukturálna informácia
Atlas
anatomická informácia
Registrácia obrazu:
Registrácia obrazu : workpackages
1. Zobrazovacie modality - Vysvetliť podstatu vzniku obrazových dát: štrukturálnych T1 váhovaných
obrazov z magnetickej rezonancie (MRI) a funkčných obrazov z FDOPA pozitrónovej emisnej tomografie
(PET). Charakteristiky daných modalít.
2. Registrácia obrazov - Vybrať vhodnú metódu pre registráciu PET obrazov a MRI obrazov. Vybrať vhodnú
metódu pre registráciu MRI obrazov a anatomického atlasu. Adekvátne k daným metódam zvoliť celkový
postup a postup predspracovania.
3. Vlastná registrácia - Práca s .nii dátami v prostredí Matlab. Predspracovanie, registrácia obrazov,
kvantifikácia dopamínovej funkcie v bazálnych gangliách vzhľadom na referenčnú oblasť – kinetické
modelovanie pre statickú PET akvizíciu.
4. Prezentácia výsledkov.
Klasifikační algoritmus pro hyperspektrální snímky
Hyperspektrální snímkování
https://www.researchgate.net/figure/A-schematic-of-close-range-hyperspectral-imaging-
of-plants-A-A-potted-plant-being_fig2_344242352
Data
A) Snímky
⚫ ENVI formát (.hdr, .dat)
B) Datová matice
⚫ csv formát
⚫ 61 fotek
⚫ ROI = vybrané plochy pro klasifikaci
(5 typů)
Workpackages
1. Vysvětlit vznik hyperspektrálních snímků a jejich převod do datové matice
2. Vyzkoušet si práci s ENVI formátem (načtení, zobrazení,…)
3. Upravit data a zvolit vhodný algoritmus strojového učení (supervised)
4. Algoritmus implementovat a validovat