Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Celem modułu jest wprowadzenie do zaawansowanych metod cyfrowego przetwarzania i analizy sygnałów wykorzystywanych w diagnostyce medycznej.

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł umożliwia zdobycie wiedzy dotyczącej metod cyfrowego przetwarzania i analizy wybranych sygnałów biomedycznych oraz nabycie umiejętności ich stosowania. Wybrane algorytmy do parametryzacji m. in. sygnału EKG i sygnału mowy (zarejestrowanych z udziałem studenta) są implementowane w środowisku LabVIEW podczas ćwiczeń laboratoryjnych.

Materiały dydaktyczne: Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Augustyniak P.	Przetwarzanie sygnałów elektrodiagnostycznych	AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-dydaktyczne, Kraków .	2001
2	Zieliński T. P.	Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań	WKŁ.	2009
3	Drozdek A.	Wprowadzenie do kompresji danych	WNT.	2000

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1

Świsulski D.

Przykłady cyfrowego przetwarzania sygnałów w LabVIEW

Wyd. Politechniki Gdańskiej, Gdańsk.

2012

Literatura do samodzielnego studiowania

1	e-czasopisma	np. Biomedical Signal Processing and Control	.
2	Kuniszyk-Jóźkowiak W.	Przetwarzanie sygnałów biomedycznych	Instytutu Informatyki UMCS, Lublin (dostęp on-line).	2011

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Rejestracja na semestr 7

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomość podstaw cyfrowego przetwarzania sygnałów

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Podstawowe umiejętności w zakresie programowania w środowisku LabVIEW oraz obsługi karty pomiarowej

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Podstawowe umiejętności pracy z zespole

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Rozpoznaje i klasyfikuje typowe sygnały biomedyczne.	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna	K_W29+	P6S_WG
02	Potrafi zastosować właściwe metody cyfrowego przetwarzania sygnałów do filtracji zakłóceń i szumów występujących w sygnale EKG.	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, obserwacja pracy studenta w czasie zajęć laboratoryjnych	K_W29++ K_U15++ K_K03++ K_K09+++	P6S_KR P6S_UW P6S_WG
03	Potrafi omówić metody parametryzacji wybranych sygnałów biomedycznych.	wykład, laboratorium	obserwacja pracy studenta w czasie zajęć laboratoryjnych,zaliczenie cz. pisemna	K_W29++ K_U15++ K_K03++ K_K09+++	P6S_KR P6S_UW P6S_WG
04	Potrafi omówić klasyczne metody kompresji liczności danych EKG.	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych	K_W29++ K_U15+ K_K09+++	P6S_KR P6S_UW P6S_WG
05	Zna i umie zastosować podstawowe metody przetwarzania sygnału mowy.	wykład, laboratorium	obserwacja pracy studenta w czasie zajęć laboratoryjnych, sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie cz. pisemna	K_W29++ K_U15++ K_K03++ K_K09+++	P6S_KR P6S_UW P6S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
7	TK01	Klasyfikacja sygnałów biomedycznych (m.in. EKG, EEG, EMG, PPG, FKG). Typowe źródła zakłóceń i szumów w biopomiarach oraz metody ograniczania ich wpływu (uśrednianie w czasie, filtry cyfrowe, filtracja adaptacyjna, podstawowe struktury filtrów adaptacyjnych). Filtracja zakłóceń występujących w sygnale EKG.	W01, W02, L01	MEK01 MEK02
7	TK02	Metody kompresji liczności danych (na przykładzie EKG).	W03, L02	MEK04
7	TK03	Reprezentacja sygnału w dziedzinie czas-częstotliwość (m.in. STFT) oraz w dziedzinie czas-skala (podstawy teoretyczne analizy falkowej, DWT, CWT). Analiza cepstralna.	W04, W05, L03	MEK01 MEK03 MEK05
7	TK04	Podstawowe metody przetwarzania sygnału mowy prawidłowej i patologicznej (model generowania mowy dźwięcznej i bezdźwięcznej, metody wyznaczania częstotliwości podstawowej tonu krtaniowego i charakterystyki amplitudowo - częstotliwościowej traktu głosowego, parametry opisujące mowę patologiczną).	W06, W07, L04, L05	MEK05
7	TK05	Przetwarzanie i analiza EKG (morfologia sygnału EKG, detekcja charakterystycznych punktów, typowe struktury detektorów zespołów QRS, wykrywanie późnych potencjałów).	W8 (1h), L06	MEK01 MEK03
7	TK06	Metody oceny zmienności rytmu serca, HRV (metody statystyczne)	L06	MEK01 MEK03
7	TK07	Detekcja drżenia ręki na podstawie sygnału z 3-osiowego akcelerometru.	L07	MEK01 MEK03

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 7)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 7)	Przygotowanie do laboratorium: 7.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 3.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 7)		Udział w konsultacjach: 3.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 7)	Przygotowanie do zaliczenia: 2.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Ocena z zaliczenia pisemnego.
Laboratorium	Wykonanie i zaliczenie wszystkich zajęć laboratoryjnych w czasie semestru. Ocena sprawozdań z wybranych ćwiczeń, która uwzględnia także aktywność studenta i jego tzw. wkład własny podczas rozwiązywania problemów.
Ocena końcowa	średnia arytmetyczna ocen z wykładu i laboratorium

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
ZALICZENIE_for student_2012_BIOSIGNALS.pdf

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
Pytanie_labor.png

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	B. Wilk	Wyznaczanie wybranych parametrów sygnału PPG i ocena ich zmienności podczas testu zaciskania pięści	2022
2	M. Augustyn; B. Wilk; G. Wilk	Algorithm for Human Fall Detection Based on Acceleration Measurement	2020
3	B. Wilk	Metoda oceny autonomicznego układu nerwowego na podstawie analizy fluktuacji rytmu serca oraz zmian przewodności skóry w czasie testów diagnostycznych	2019
4	M. Augustyn; B. Wilk	Parameterization of the Acceleration Signals Recorded During Handwriting	2019
5	R. Hanus; B. Wilk	Blood flow in the brachial artery compressed by a cuff	2019
6	R. Hanus; M. Jaszczur; D. Świsulski; B. Wilk; M. Zych	Signals features extraction in radioisotope liquid-gas flow measurements using wavelet analysis	2019