B019067 - ELABORAZIONE DEI SEGNALI BIOMEDICI

Italiano

Slide delle lezioni
G.D. Baura, "System theory and practical applications of biomedical signals", Wiley & Sons, Inc., Pub., IEEE Press, USA, 2002
E.N.Bruce, "Biomedical signal processing and signal modelling", Wiley & Sons, Inc., Pub., USA, 2001
R.B.Northrop, "Signals and systems analysis in biomedical engineering", CRC 2003
A.B.Ritter, S.Reisman, B.B.Michniak, "Biomedical Engineering principles", CRC 2005.
J.Enderle, Blanchard, Bronzino: “Introduction to Biomedical Engineering”, Elsevier, 2005.
Wiley Enciclopedia of Biomedical Engineering, (Metin Akay Ed.), Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2006
M. Akay. "Biomedical Signal Processing", Academic Press, San Diego, 1994.

Il corso si propone di approfondire alcuni aspetti sia teorici che pratici dell'ingegneria biomedica, nella quale bisogna saper identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
Verranno quindi fornite nozioni relativamente al trattamento di informazioni di interesse medico, cioè dati e segnali in ambito biomedico, con richiami sui concetti di base, sviluppo di tecniche di analisi ed esempi applicativi per l'acquisizione, l'elaborazione numerica e la classificazione di segnali di interesse medico-biologico. Allo studente saranno fornite le conoscenze teoriche sui segnali tempo-discreto, sui processi stocastici, sui metodi non-stazionari, sugli stimatori spettrali e le tecniche innovative di analisi dei segnali biomedici, mettendolo in grado di approfondire ulteriori tematiche valutandone pregi e difetti.

Nozioni base di analisi ed elaborazione segnali e elementi di informatica acquisite durante il corso di studi di I livello

Lezioni metodologiche
Esercitazioni di laboratorio con applicazioni biomediche
Seminari applicativi

Lezioni, esercitazioni e seminari hanno un forte taglio applicativo.
Sono stimolati e favoriti contatti con l'ambito clinico e con aziende del settore biomedico anche per tirocini.

due prove scritte rispettivamente sulla prima e sulla seconda parte del corso con applicazioni in linguaggio Matlab

Elementi di fisiologia
il corpo umano: principali apparati e sistemi fisiologici
Il corpo umano come un sistema dinamico. Cos’è un sistema dinamico.
Modelli, segnali e sistemi biomedici
dati, loro acquisizione e caratteristiche, parametri rilevanti nel tempo e in frequenza Variabili aleatorie, processi stocastici e stima di parametri. Densità spettrale di potenza (PSD).
Tipi di modelli matematici: parametri concentrati (compartimentali - dosaggio farmaci), parametri distribuiti, lineari e non lineari
Caratteristiche dei segnali e sistemi biomedici
I processi stocastici e gli spettri di potenza
stazionarietà, finestraggio, metodi di stima di parametri temporali e spettrali
Esempi applicativi
Trasformata Z, trasformata discreta di Fourier
Richiami teorici, pregi e limiti nelle applicazioni biomediche
Teoria dei sistemi lineari
identificazione parametrica, stima spettrale parametrica: pregi e limiti nelle applicazioni biomediche
Esempi
confronto fra FFT e PSD parametrica su segnali biomedici stazionari e non stazionari
Applicazioni in Matlab
Processi non-stazionari
Analisi tempo-frequenza: Short-Time Fourier Transform, spettrogramma, wavelets

applicazioni all’analisi di dati biomedici
Filtraggio e stima del rumore
Verifica del modello e analisi dei dati
Richiami di statistica
Curve ROC
Sono previsti seminari applicativi da parte di clinici e ingegneri biomedici con cui sono attive collaborazioni scientifiche.