LABOUNEK, R. Analýza souvislostí mezi simultánně měřenými EEG a fMRI daty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2012.
Předložená diplomová práce studenta Reného Labounka se zabývá asymetrickým přístupem k fúzi simultánně měřených EEG a fMRI dat. Přístup využívá informace z EEG dat (zde konkrétně hodnoty spektrálních výkonů v definovaných pásmech) pro analýzu dat z funkční magnetické rezonance. V první části práce student popisuje fyziologické a fyzikální podklady obou modalit a principy experimentů. V druhé části jsou uvedeny metody předzpracování a analýzy fMRI a EEG dat a dále pak specifika vyplývající ze simultánního měření. Další část se věnuje realizovanému softwaru, který je nosným prvkem diplomové práce. Závěrečná část testuje software na reálných datech jednotlivců a skupin. Realizovaný program je tvořen jako toolbox pro celosvětově rozšířený software SPM, který tak doplňuje o možnost analýzy simultánních fMRI a EEG dat. Program umožňuje ovládání jak přes grafické rozhraní, tak pomocí dávkového módu, což je velmi výhodné při použití u velkých skupin subjektů. Uživatelská přívětivost a kvalita programu je na velmi vysoké úrovni. Analýzy provedené na simultánních datech s vizuálním oddball paradigmatem (uvedeno v závěrečné části práce) vykazují velmi kvalitní a robustní výsledky oproti všem doposud publikovaným výsledkům realizovaných především na resting state datech. Student soustavně pracoval po celou dobu semestrální a diplomové práce, nastudoval velké množství literatury a pravidelně využíval konzultací v odborně zaměřené skupině. Práce je na velmi dobré formální i odborné úrovni. Vysokou úroveň práce dokládá i studentovo ocenění za 1. místo ve studentské soutěži EEICT 2012 a publikace na mezinárodní konferenci IEEE IWSSIP 2012.
Práce se zabývá extrakcí spektrálních parametrů elektroencefalografické aktivity (EEG) pro konstrukci regresorů obecné lineární analýzy využité při hodnocení série snímků funkční magnetické rezonance (fMRI) zaznamenané současně s registrací EEG. Součástí práce je implementace algoritmu do grafického rozhraní ve výpočetním systému MATLAB a ověření aplikace na reálných datech. Téma práce představuje velmi aktuální přístup propojení dvou funkčních vyšetření mozku za účelem získání lepšího časoprostorového rozlišení neurálních dějů. Práce na mne velmi dobře působila po stránce integrace medicínské a inženýrské problematiky. Z tohoto pohledu je práce dozajista nadstandardní a velmi kvalitní. Pro výpočet spektrálních charakteristik EEG byly využity běžné přístupy, nově diplomant navrhl a řešil algoritmus pro optimální vazbu odhadu spektrální hustoty EEG na snímky fMRI. Zde bych očekával detailnější rozbor výsledků, zejména stability odhadů spektra. Aplikace algoritmu byla navržena, aby ji bylo možné použít prostřednictvím grafického uživatelského rozhraní nebo z příkazové řádky, a umožňuje volání funkcí Statistical Parametric Mapping v. 8 (v zadání bylo v. 6), což je velmi vhodné řešení z pohledu zpracování měřených veličin. Řešení opět pozitivně hodnotím. Ověření algoritmu a jeho implementace proběhlo prostřednictvím analýzy reálných dat a hodnocení bylo založeno na věrohodnosti aktivovaných oblastí mozku. Tento přístup je možný, ale není dostatečný. Doporučuji zevrubně hodnotit výstup navrhovaného algoritmu ještě před aplikací na obecný lineární model, kde k hodnocení přistupuje další míra nejistoty v podobě fMRI dat/šumu. Rozsah práce a rovněž grafická úprava svědčí o jejím pečlivém zpracování. Přesto práce obsahuje drobné překlepy, jak tomu bývá u kteréhokoliv díla. Ty překlepy, které jsem zachytil, jsem vyznačil v zaslané práci tužkou. Zde upozorním jen výraznější nedostatky: str. 16 – je vhodné rozlišovat mezi snímáním biosignálu a reprezentací vícekanálových dat EEG — druhé je obvykle označované jako montáž (např. longitudinální montáž využívá bipolární registrace); str. 17 – pásmo 4–8 Hz je theta; str. 25 – koeficienty beta obecného lineárního modelu nejsou statistické významnosti ani jejich váhy; str. 29, 30 – rovnice 6.1 a 6.2 mají na pravé straně konstantu, lépe je využít indexování v rovnici, nežli opisovat změnu konstant v textu (jde o jednoduchý filtr); celý rozsah – v elektronické verzi nelze použít vyhledávání. Závěrem konstatuji, že práce splnila požadavky zadání při hodnocení a na stobodové škále jí přiřazuji 90 bodů. 1. Ve Vaší práci jste Vy i odborníci z fakultní nemocnice u sv. Anny ověřovali kvalitu programu hodnocením výstupů s ohledem na očekávané oblasti aktivace mozku. V textu konstatujete, že „mozek představuje komplexní propojenou síť“ a kritéria pro jednotlivá pozorování (prahování) jste nesystematicky měnil, dále šlo aposteriorní hodnocení. Diskutujte validitu takovéhoto přístupu. Na základě uvedených skutečností doporučuji předloženou diplomovou práci “Analýza souvislostí mezi simultánně měřenými EEG a fMRI daty“ Bc. Labounka k obhajobě.
eVSKP id 51850