Fakultet tehničkih nauka

Predmet: Analiza i obrada biomedicinskih signala (17.BMI123)

Matične organizacione jedinice predmeta: Departman za energetiku, elektroniku i telekomunikacije
Osnovne informacije:
 
Kategorija Naučno-stručni
Uža naučna oblast Telekomunikacije i obrada signala
Multidisciplinarna Ne
ESPB 5
Cilj:

Mogućnosti primene alata teorije slučajnih procesa i obrade signala na analizu biomedicinskih signala. Cilj analize je kvantitativna procena parametara ispitivanog subjekta radi podrške objektivnoj dijagnostici i prognostici. Studenti će imati priliku da koriste realne signale na osnovu kojih će oceniti značaj analize u napretku i usavršavanju medicinske dijagnostike. Poseban akcenat će se staviti na paralelu između realnih signala i slučajnih procesa. Studenti će se upoznati sa teorijskim osnovama i primerima osnovnih metoda obrade signala, prilagiđenih biomedicinskim aplikacijama. Upoznaće osnovne biomedicinske signale, kao i značaj i principe modelovanja u analizi bioloških sistema.

Ishod:

Studenti će naučiti specifičnosti inherente analizi realnih biomedicinskih signala, kako sa aspekata obrade signala, tako i sa aspekata slučajnih procesa. Naučiće mogućnosti primene matematičkih alata na realne signale, određivaće njihove osobine i karakteristike i videće kako se to koristi za podršku lekarima. Savladaće principe formiranja tomografskih projekcija i principe rekonstrukcije poprečnih preseka na osnovu profila.

Sadržaj:

- 1D signali: Principi generisanja signala – organizam kao skup senzora, aktuatora i prenosnih puteva. Osnovne procedure predobrade neophodne za dalju analizu. Vrste i primeri biomedicinskih signala sa naglaskom na kardiovaskularne: karakteristični parametri, kompleksnost i uparivanje, značajni parametri u frekvencijskom domenu. Izvedeni signali – PI, HR, SBP, DBP, MBP, QT. Primeri analize 1D signala – Poenkare plot kao primer linearne analize, beskonačno diferencijalno klipovanje kao primer nelinearne. Studenti će za ilustraciju koristiti signale koje će snimiti na sebi (uz pismenu saglasnost). - 3D signali: Radonova transformacija kao osnov višedimenzionalne dijagnostike: sinogrami, teorijske osnove funkcionisanja, aplikacije. Rekonstrukcija – filtrirana obrnuta projekcija, Furijeova teorema o slojevima, iterativne procedure. Primena Radonove transformacije kod različitih načina generisanja tomografskih slika (CT, SPECT, PET, NMR, ultrazvuk). Karakteristični artefakti u tomografskim prikazima koji se dobijaju navedenim tehnikama.

Metodologija izvođenja nastave:

1. Predavanja i vežbe na tabli. 2. Praktične vežbe na 1D signalima – studenti će sebe snimati pomoću uređaja Schiller AT-101 (uz pismenu saglasnost) a na raspolaganju će imati i snimke pacijenata (KBC Bežanijska kosa) i laboratorijskih životinja (Medicinski fakultet, Institut Siniša Stanković, Institut Pupin, Institut za fiziku), uz pismeno odobrenje institucija koje su nam snimke ustupile. 3. Terenska nastava: a. Obrada 1D signala – poseta istraživačkim institucijama u Beogradu b. Obrada 3D signala: Centar za imidžing Sremske Kamenice – tomografija putem CTa, PETa, NMRa, digitalnog mamografa i ultrazvučna vizualizacija. Predmetni projekat se radi na realnim signalima.

Literatura:
Autori Naziv Godina Izdavač Jezik
Tamara Škorić, Dragana Bajić Praktikum iz obrade biomedicinskih signala 2019 Novi Sad, Fakultet tehničkih nauka Srpski jezik
RH Brown, RH Smallwood, DC Barber, PV Lawford, DR Hose Medical Physics and Biomedical engineering 1999 IOP Institute of Physics Publishing Engleski
BAJIĆ, D. Električna i elektronska kola, uređaji i merni instrumenti 1972 BIGZ, Beograd Srpski jezik
Gatlin, L.L. Information Theory and the Living System 1972 Columbia University Press, New York Srpski jezik
Bajić, D. Search, synchronization, sequences, states: a different approach 2006 Fakulet tehničkih nauka, Novi Sad Srpski/engleski jezik
AC. Kak, M. Slaney Principles of computerized tomography imaging 1999 IEEE Press Engleski
Dejan Popović Medicinska instrumentacija i merenja 2014 Akademska misao Srpski jezik
Formiranje ocene:
Predmetna aktivnost Predispitna Obavezna Broj poena
Teorijski deo ispita Ne Da 70.00
Predmetni projekat Da Da 30.00
Izvođači nastave:
Predavanja
Auditorne vežbe
Auditorne vežbe