Методы анализа медико-биологической информации (4 часа)

6.1. Электрофизиологические параметры
организма и соответствующие им сигналы.

6.2. Структура электрокардиографи­чес­кого сигнала. Основные методы анализа ЭКГ-сигнала во временной и частотной областях. Автоматизированный анализ ЭКГ. Современные проблемы электрокардиографии.

6.3. Структура электроэнцефалографического сигнала. Основные параметры ЭЭГ. Частотный, корреляционный, спектральный и фазочастотный методы анализа ЭЭГ-сигнала.

6.4. Структура реографического сигнала.
Основные методы регистрации и параметры реограмм. Современные особенности построения импедансных измерительных преобразователей.

6.5. Автоматизированная обработка и анализ электрокардиограмм, электроэнцефалограмм, электромиограмм, спирограмм и других биоэлектрических сигналов.

Системы обработки изображений и распознавание образов в медицине (2 часа)

7.1. Основные аспекты распознавания
образов. Признаки объекта. Классификация объектов. Методы распознавания образов. Предварительная обработка.

7.2. Двумерное ДПФ. Вычисление двумерных сверток и ДПФ. Алгоритм Винограда для БПФ. Особенности обработки рентгеновских изображений.

7.3. Медианные фильтры для реставрации изображений и борьбы с импульсными шумами.

 

Семинары... 17 часов.

2.1.2.1. Принципы согласования измерительных преобразователей биоэлектрических сигналов с биологическими объектами. Влияние измерительных преобразователей на искажения диагностических сигналов на примере электрокардиографии. (2 часа)

2.1.2.2. Методы сглаживания и дифференцирования цифровых медико-биологических сигналов. Полиноминальные фильтры, сущность метода и реализация. Анализ основных свойств цифровых фильтров. (2 часа)

2.1.2.3. Определение основных характеристик респираторной системы на примере сигналов спирограмм. Составление алгоритмов обработки сигналов спирограмм. Составление алгоритмов и программ сглаживания, дифференцирования, интегрирования МБС с использованием алгоритмов рекурсивной и нерекурсивной цифровой фильтрации. (2 часа)

2.1.2.4. Использование и особенности БПФ для нахождения спектров биологических сигналов. Алгоритмизирование БПФ, изучение процедур на языке Паскаль для цифрового спектрального анализа сигналов с помощью ЭВМ и их применение для анализа сигналов ЭЭГ. (2 часа)

2.1.2.5. Полиноминальная аппроксимация сигналов, метод наименьших квадратов. (2 часа)

2.1.2.6. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи как функциональные узлы медицинских систем. Классификация, принципы расчета основных параметров, апертурные искажения. Определение допустимых входных сигналов и полосы пропускания АЦП на примере современных интегральных схем. (2 часа)

2.1.2.7. Восстановление пропущенных данных и интерполяция медико-биологических сигналов. Цифровая фильтрация с использованием рекурсивных и нерекурсивных алгоритмов. (2 часа)

2.1.2.8. Синтез нерекурсивных цифровых фильтров методом разложения частотной характеристики в ряд Фурье, методика и примеры проектирования цифровых фильтров. (3 часа)

 

Лабораторные работы... 17 часов.

2.1.3.1. Автоматизированный анализ спирограмм на ЭВМ. В рамках работы студенты разрабатывают и применяют программы цифровой фильтрации - дифференцирования и сглаживания сигналов форсированного выдоха, определяют основные показатели респираторной системы, получают практические навыки цифровой обработки сигналов. (8 часов)

2.1.3.2. Цифровой спектральный анализ электроэнцефалограмм. В ходе работы студенты составляют алгоритмы и программы ДПФ и тесты к ним, предлагают и используют модели сигналов ЭЭГ различных типов, анализируют спектры ЭЭГ в норме и при патологии используя алгоритмы ДПФ и БПФ. Оценивают вычислительную эффективность БПФ по сравнению с ДПФ. (9 часов)

Аудиторная самостоятельная работа... 34 часа.

Воздействие случайных сигналов на линейные стационарные цепи. Спектральный метод анализа. Определение сигнала на выходе системы. Прохождение широкополосных случайных сигналов через узкополосные цепи.

Обратная связь в линейных системах. Общие положения. Устойчивость цепей с обратной связью. Алгебраические критерии устойчивости, геометрические критерии устойчи­вости,
критерий Найквиста.

Основные принципы аналого-цифрового преобразования. Погрешности квантования, их влияние на работу цифровых устройств. Восстановление аналогового сигнала, цифро-аналоговое преобразование.

Алгоритмы БПФ для произвольного составного сигнала. Алгоритм с множителями
поворота; с произвольным основанием.