Časově proměnná analýza srdeční činnosti sportovních koní

Bc. Hana Vespalcová

Master's thesis

Time-Variant Analysis of Heart Activity in Horse Athlets

Abstract:

Tato diplomová práce je zaměřená na matematické zpracování záznamů variability srdečního rytmu (HRV) sportovních koní a hodnocení jejich fyzické zdatnosti. Pro modelování záznamů byl použit algoritmus LPC, který patří do skupiny časově proměnných metod popisu časových řad. Jako experimentální materiál byly použity záznamy HRV osmi nemocných závodních koní, kteří byli podrobeni zátěžovému testu. Aplikací metody LPC na tato data byly predikovány záznamy tepu koní a byly určeny parametry modelu. Metoda byla nastavena na výpočet nových parametrů v každém časovém okamžiku a byl stanoven časový průběh parametrů. Data o průběhu parametrů byla transformována do frekvenční domény. V této formě byla data za účelem redukce jejich dimenzionality podrobena selekci a byly na ně aplikovány klasifikační a regresní algoritmy. Pomocí těchto metod bylo provedeno hodnocení zdatnosti koní a výsledky byly interpretovány z matematického i veterinárního hlediska. Zpracování bylo provedeno v software MATLAB(R).

Abstract:

This diploma thesis is focused on mathematical processing of heart rate variability records (HRV) of race horses and evaluation of their physical fitness. The LPC algorithm, which belongs to a group of time-varying time series description methods, was used for modeling records. As experimental material, HRV records of eight sick racing horses, which were subjected to a stress-test, were used. By applying the LPC method to this data, horse pulse records were predicted and model parameters were determined. The method was set to calculate the new parameters at each time point and the time course of the parameters was determined. Parameter data were transformed into a frequency domain. In this form, the data were subjected to selection for the purpose of reducing their dimensionality and classification and regression algorithms were applied to them. These methods were used to evaluate equine fitness level and the results were interpreted from a mathematical and veterinary point of view. Processing was done in MATLAB(R) software.

Keywords

Srdeční rytmus, EKG koní, Variabilita srdeční činnosti, Analýza HRV, Zátěžový test, Modelování časových řad, Metoda LPC, Spektrální hustota energie, Selekce příznaků, Kategorie závodů, Laktáty, Regresní algoritmus, Klasifikační metody, Hodnocení zdatnosti koní, Heart rate, Equine ECG, Heart rate variability, HRV analysis, Stress-test, Time-series modeling, LPC algorithm, Energy spectral density, Feature selection, Category of races, Lactates, Regression algorithm, Classification methods, Assessing fitness level of horses

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2019
• Supervisor: prof. Ing. Jiří Holčík, CSc.
• Reader: Ing. Ondřej Klempíř

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Mathematical Biology