Bachelor's Thesis

Analysis of Changes in Glycemia and HRV in Response to Physical Exercise

Final Thesis 1.85 MB

Author of thesis: Bc. Kateřina Hyková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Lucie Šaclová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Andrea Němcová, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis investigates the organism's response to physical exercise through the analysis of blood glucose dynamics and heart rate variability (HRV). The aim of the thesis is to evaluate acute changes in the parameters of these signals both during an exercise stress test and during the recovery period, taking into account different levels of physical fitness.
The methodology is based on processing data from the database Brno University of
Technology Continuous Glycaemia, ECG, Activity and Food Intake Database (BUT
CGM), which contains records from continuous glucose monitoring (CGM) and
electrocardiography (ECG). By analyzing these signals, trends in metabolic response and autonomic nervous regulation are quantified in different levels of physical fitness.
The results of this thesis contribute to a deeper understanding of metabolic and
autonomic compensatory mechanisms following physical exercise.

Keywords:

CGM, ECG, glycemia, HRV, physical exercise, exercise stress test, physical fitness

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Studentka prezentovala výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Doc. Gumulec položil otázk: Jak souvisí glykémie s HRV variabilitou? Jak jste hodnotila statisticky poslední krok práce? Nebude variabilita u zátěže ovlivněna? Studentka obhájila bakalářskou práci a odpověděla na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Biomedical Technology and Bioinformatics (BPC-BTB)

Composition of Committee

Doc. MUDr. Jaromír Gumulec, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Ing. Karel Sedlář, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jan Odstrčilík, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Sekora, MBA (člen)
Ing. Andrea Němcová, Ph.D. (člen)
Ing. Roman Jakubíček, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Lucie Šaclová, Ph.D.

Bakalářská práce studentky Kateřiny Hykové se věnuje analýze akutních a dlouhodobých změn glykémie a HRV v reakci na intenzivní fyzickou zátěž. První část práce obsahuje kvalitní literární rešerši témat z diskutované oblasti a také přehled dosavadních studií na toto téma a popis použité databáze. V praktické části práce se studentka postupně věnuje analýze akutní metabolické odezvy během zátěžového testu, změny HRV po zátěži, sledování změn HRV a parametrů glykemické variability v následujících dnech po zátěžovém testu a v neposlední řádě také  vztahu zjištěných výsledků k úrovni fyzické výkonnosti. Studentka stanovila několik hypotéz, které následně systematicky zpracovala a detailně diskutovala výsledky. V rámci toho také provedla mnoho dílčích analýz, které pomohly vysvětlit a blíže rozebrat zjištěné závěry, což je velmi oceňuji. Samotné analýze hypotéz předcházelo komplexní a pečlivě předzpracování dat zahrnující například filtraci dat, výpočet HRV parametrů a parametrů glukozové variability atd. Jediné, co mi v práci chybí, je jasné souhrnné vyjádření se k výsledkům testování hypotéz. Všechny stanovené hypotézy jsou sice v rámci jednotlivých kapitol správně vyřešeny a detailně diskutovány, ale není už jasně zmíněno, že se jedná o potvrzení nebo vyvrácení výše definované hypotézy č. x a čtenář se tak může při čtení práce snadno ztratit. Při řešení práce studentka pracovala samostatně, aktivně konzultovala dílčí výsledky a průběžně reagovala na připomínky. Studentka na práci pracovala v průběhu celého semestru, ale také již o prázdninách loňského roku a odvedla opravdu velké množství kvalitní práce. Oceňuji zejména pečlivé zpracování dat, schopnost samostatného kritického úsudku a snahu o fyziologickou interpretaci výsledků. Po formální stránce je práce na dobré úrovni, obsahuje pouze minimum gramatických chyb. Studentka splnila zadání bakalářské práce v plném rozsahu. Práci hodnotím stupněm A, 95 bodů. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Andrea Němcová, Ph.D.

Studentka Kateřina Hyková se ve své práci zabývá aktuálním tématem analýzy multimodálních biomedicínských dat po fyzické zátěži, konkrétně se zaměřuje na glykémii, tepovou frekvenci a variabilitu srdečního rytmu. Jako analyzovaná aktivita je brán stupňovitý zátěžový test. Teoretická část je dobře popsaná (místy možná až moc podrobně) a slouží jako vhodný základ pro část praktickou. Mám zde výtku pouze k místy chybějícím referencím a kapitole 3, která je stěžejní a mohla být tedy obsáhlejší. Praktická část práce začíná přehledovou kapitolou, kde jsou stručně a jasně popsány cíle a jednotlivé hypotézy (opřené o literaturu), které studentka následně testuje. U hypotézy 2 se domnívám, že by mělo docházet k aktivaci sympatiku (nikoli parasympatiku) v intenzivní fázi fyzické aktivity. Celkem studentka extrahuje 4 příznaky z CGM a 4 HRV příznaky, jejichž změny před/během/po fyzické aktivitě dále testuje. V kapitole 5.3, kde jsou příznaky popsány včetně vzorců, chybí jednak odmocniny (rovnice 3 a 4) a také reference. Statistická analýza je vcelku dobře popsaná a ilustrovaná, i když místy by si práce zasloužila více detailů. Statistické metody jsou dobře zvolené a výsledky řádně okomentované a diskutované. Kapitola diskuze by mohla být více propojena s poznatky z teoretické části. Nicméně z textu je zřejmé značné úsilí studentky a porozumění tématu. Výsledky jsou vědecky cenné a věřím, že budou dále využity a rozšířeny.
Po formální stránce je práce na dobré úrovni, je psaná čtivě a obsahuje minimum překlepů a nepřesností. Vytknout mohu snad jen chybějící vysvětlení některých zkratek (např. IFCC, DCCT, GOD, CPET). Práce má od úvodu po závěr 64 stran a obsahuje 52 literárních zdrojů, což je na BP nadprůměrné. Zadání práce je práce je splněno a práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Byl v rámci analýzy reálně použit Pearsonův nebo Spearmanův korelační koeficient a proč? V práci jsou zmíněny oba a není jasné, který byl finálně použit.
  2. Správně uvažujete zpoždění CGM senzorů a pracujete s ním. Nemůže ale analýzy ovlivnit to, že zpoždění je individuální a nemusí být tedy stejné pro celý dataset?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová