Modulo: BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA |
Lingua
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ITA |
Corso di laurea
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Tecniche di neurofisiopatologia (abilitante alla professione sanitaria di Tecnico di neurofisiopatologia) - Roma Azienda Policlinico Umberto I |
Programmazione per l'A.A.
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2020/2021 |
Anno
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Primo anno |
Unità temporale
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Secondo semestre |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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3
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Settore scientifico disciplinare
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ING-INF/06
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Ore Aula
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30
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
Docente
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FATTORINI LUIGI
(programma)
SEGNALI E LORO CARATTERISTICHE TIPICHE
Considerazioni introduttive
Cos’é un segnale
Andamento di un segnale
Grafico di un segnale nel piano cartesiano
Ordinate: grandezza fisica e sua unità di misura
Ascisse: variabile indipendente e sua unità misura
Componenti alternate e continue (concetto di linea isoelettrica di base)
Fattori di scala
Caratteristiche tipiche di un segnale
Forma d’onda
Variabilità
Attraversamento dello zero (zero-crossing)
Derive
Periodicità
Linearità (validità del principio della sovrapposizione degli effetti)
Non linearità e teoria del chaos
Aleatorietà
Segnale e rumore
Il rapporto segnale/rumore in dB (SNRdB)
Processi stocastici e loro realizzazioni
Caratteristiche statistiche
Gerarchie di probabilità
Stazionarietà
Stazionarietà a breve, medio e lungo termine
Concetto di ergodicità
ORIGINE DEI SEGNALI BIOELETTRICI
Cenni di anatomo-fisiologia delle cellule eccitabili
Membrana semipermeabile e canali ionici Na+, K+, Ca++
Il potenziale trasmembranario Vm di riposo
Il potenziale d’azione
Genesi e caratteristiche segnale ECG
Genesi e caratteristiche segnale EEG
Genesi e caratteristiche segnale EMG
Problematiche dei Bioelettrodi
Elettrodi ad ago mono e multipolare
Elettrodi di superficie
Elettrodi monopolari ed array di elettrodi
SENSORI E TRASDUTTORI
Sensore
Trasduttore
Caratteristiche dei trasduttori
Funzione di trasferimento
Linearità
Isteresi
Stabilità temporale
Risposta in frequenza
Esempio: Elettrodi all’argento clorurato (Ag-AgCl)
LA MISURA
Accuratezza
Precisione
Metodi per la riduzione del rumore nella catena di acquisizione
Pre-trattamento della cute e gel conduttivo
Rumore di elettrodo
Resistenza dell’epidermide
L’impedenza di interfaccia e sua misura con correnti di bassa intensità
La polarizzazione degli elettrodi
Tempo di recupero della tensione di polarizzazione
Metodi per la riduzione del rumore nel segnale acquisito
Limitazione in banda
Filtro notch
Limitazione in ampiezza
Cross-talk
TECNICHE DI ESTRAZIONE DELL’INFORMAZIONE DA UN SEGNALE
Panoramica delle tecniche più utilizzate
Estrazione di caratteristiche (feature extraction)
Riconoscimento di una configurazione (pattern recognition)
Applicazione al riconoscimento del QRS nell’ECG
Applicazione al riconoscimento di spikes epilettiformi nell’EEG
Stima di parametri (parameter estimation)
Contenuto armonico (frequency spectral density)
Validazione del segnale (riduzione di ridondanza)
Segmentazione
Segmenti temporali adiacenti (influenza della lunghezza dei segmenti NSAMP)
Segmenti temporali sovrapposti (sovrapposizione di lunghezza NSHIFT)
Applicazione per la stima spettrale di segnali non stazionari
Detezione di tendenze e derive (Trend Detection)
Detezione di eventi (Events detection)
L’aggragazione dei dati in gruppi omogenei (cluster analysis)
Aiuto alla decisione diagnostica (Decision Support)
Analisi delle componenti principali (PCA – Principal Component Analysis)
Descrittori del segnale biologico. Nel tempo, nella frequenza, nello spazio, altro
LA REGISTRAZIONE DI SEGNALI BIOMEDICI
Con quali segnali abbiamo a che fare?
Origine dei segnali biomedici
Classificazione dei biosegnali
Segnali bio-meccanici
Segnali di bioimpedenza
Segnali bio-ottici
Segnali bio-acustici
Segnali bio-magnetici
Segnali bio-chimici
Segnali bio-elettrici
Principali caratteristiche dei segnali biomedici
Ampiezze dei segnali biomedici (dynamic range)
Occupazione di banda dei segnali biomedici (Frequency range)
6)-SISTEMA DI ACQUISIZIONE DI SEGNALI BIOMEDICI
6.1)-Panoramica sugli strumenti per il prelievo di segnali biologici
6.2)-la taratura
6.3)-Preamplificatori (preamplifiers)
Esempio applicativo dell’EEG
6.4)-Il condizionamento analogico del segnale (Analog Signal Conditioning)
Amplificazione
Guadagno in ampiezza o in dB
DC offset removal e AC coupling;
Miglioramento del rapporto SNRdB
Filtraggio dei segnali
Banda Passante e Roll-off di un filtro;
Filtraggio PassaAlto, PassaBasso, Antialiasing;
Detezione di eventi e trigger; Peritriggering
Riduzione dei rumori di interferenza;
6.5)-Acquisizione a distanza (telebiomedicina)
7)-IMMAGAZZINAMENTO SEGNALE
7.1)- Segnale Analogico vs Segnale digitale
7.2)-Conversione Analogico-Digitale:
Modulo S/H (Sampling & Holding);
Quantizzazione: Tecniche dirette e indirette;
7.3)-Comunicazioni tra pC e I/O interface card:
Gestione delle porte di I/O: Control port, Status Port e Data Port;
Fasi della comunicazione: inizialization e data transfer phase;
Programmed I/O, Interrupt driven, DMA e shared memory;
8)- MODELLI
Appunti delle lezioni
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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-- -
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Date degli appelli
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Date degli appelli d'esame
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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Modulo: SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI |
Lingua
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ITA |
Corso di laurea
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Tecniche di neurofisiopatologia (abilitante alla professione sanitaria di Tecnico di neurofisiopatologia) - Roma Azienda Policlinico Umberto I |
Programmazione per l'A.A.
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2020/2021 |
Anno
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Primo anno |
Unità temporale
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Secondo semestre |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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3
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Settore scientifico disciplinare
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ING-INF/05
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Ore Aula
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30
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Ore Studio
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
Docente
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PECCI Raffaella
(programma)
- Rappresentazione dell'Informazione: digitale e analogico, sistema binario, bit, byte, word.
- Elementi d’informatica di base: focus sull’Hardware, cenni sul software e sistema operativo, CPU, bus, memoria, e memorie secondarie, scheda madre, terminali, reti di calcolatori, internet e cloud computing.
- Elaborazione numerica dei segnali: teorema del campionamento e filtri.
Slides fornite dal docente.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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Docente
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DI NOIA ANTONIO
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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