• биомедицинско инжењерство , 2. семестар, позиција 3

Упознавање студената са основним концептима континуалних и дискретних сигнала, проблематикe анализе биомедицинских сигнала и слике у временском и фреквенцијском домену, дигиталне обраде детерминистичких и случајних сигнала, реализације дигиталних филтара. Упознавање са концептом дигиталне слике, побољшања квалитета слике, обраде у фреквенцијском домену, морфолошких операција и компресије слике.

По успешном завршетку овог курса, студенти би требало да буду оспособљени да: •Примењују софтверски алат Matlab у анализи и обради основних електрофизиолошких временских серија и медицинске дигиталне слике •Формирају и примене програм за аквизицију сигнала и правилно изаберу параметре аквизиционог система у зависности од типа биомедицинског сигнала •Овладају применом и карактеристикама Фуријеове трансформације и Z-трансформације •Разликују карактеристике основних биомедицинских сигнала (ЕЕГ, ЕКГ, ЕМГ, углови у зглобовима, силе мишића, медицинска слика) у временском и фреквенцијском домену •Изаберу и примене различите методе филтрирања у зависности од карактеристика сигнала који се обрађује и врсте даље примене таквог сигнала •Формирају кориснички интерфејс за обраду и приказ сигнала, адекватно прикажу временску серију, слику и резултат обраде сигнала у временском, фреквенцијском и временско-фреквенцијском домену.

Детерминистички и стохастички биомедицински сигнали. Тип и порекло електрофизиолошких сигнала - сигнали који потичу од акционих потенцијала периферних нерава (ЕНГ), мишића (ЕМГ), срца (ЕКГ) и централног нервног система (ЕЕГ). Анализа сигнала у фреквенцијском домену: Фуријеова трансформација, дискретна Фуријеова трансформација, брза Фуријеова трансформација. Z-трансформација. Одабирање континуалних сигнала - теорема одабирања. Фреквенцијски и амплитудни опсези биомедицинских сигнала. Спектрограм. Корелација. Филтри и њихова примена. Дигитална обрада континуалних сигнала: дискретизација континуалних сигнала, системи за дискретизацију и реконструкцију сигнала (А/D, D/А конверзија). Дигитални филтри бесконачног импулсног одзива (IIR), дигитални филтри коначног импулсног одзива (FIR). Дискретни случајни сигнали. Формирање дигиталне слике, побољшање квалитета слике у просторном и фреквенцијском домену, морфолошкa обрадa дигиталне слике, сегментацијa слике и методе компресије слике.

Увод у примену MATLAB-a за обраду сигнала и слике. Увоз различитих биомедицинских сигнала из банке сигнала PhysioBank. Обрада сигнала у временском домену. Спектрална анализа сигнала. Обрада и анализа EМГ, ЕКГ и ЕЕГ сигнала. Препознавање карактеристичних догађаја у сигналу. Употреба дигиталних филтара. Моделовање биолошких система. Image Processing Toolbox. Обрада медицинских слика.

Неопходни: Основе биомедицинског инжењерства, Системска анатомија и физиологија човека.

Сала за предавања са рачунарима, видео пројектором, интернет конекцијом и свим потребним пропратним инвентаром. Рачунарска сала са рачунарима на којима су инсталирани непоходни програмски пакети. [1] Писани материјал са предавања (Handouts). [2] Писани материјал са аудиторних вежби (Handouts).

укупан фонд часова: 75

ново градиво: 20
разрада и примери (рекапитулација): 10

аудиторне вежбе: 14
лабораторијске вежбе: 0
рачунски задаци: 16
семинарски рад: 0
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

преглед и оцена рачунских задатака: 5
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 0
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 5
тест са оцењивањем: 0
завршни испит: 5

активност у току предавања: 5
тест/колоквијум: 40
лабораторијска вежбања: 0
рачунски задаци: 20
семинарски рад: 0
пројекат: 0
завршни испит: 35
услов за излазак на испит (потребан број поена): 30

N. Kayvan, R. Splinter, Biomedical signal and image processing, CRC press, 2012; J. Semmlow, Circuits, Signals and Systems for Bioengineers, Elsevier Inc, 2018; V. Ingle, J. Proakis, Digital Signal Processing Using MATLAB: A Problem Solving Companion, Cengage Learning, 2016; R. Rangayyan, Biomedical signal analysis, Vol. 33. John Wiley & Sons, 2015; R. Shiavi, Introduction to applied statistical signal analysis: Guide to biomedical and electrical engineering applications, Academic Press, 2010.;