IA PARTE: Analisi dei segnali biomedici (14h)

IA PARTE: Analisi dei segnali biomedici (14h).
Obiettivo: fornire agli studenti le nozioni di base per l’analisi e la modellizzazione di segnali biomedici, con particolare
attenzione agli aspetti pratici ed implementativi. Sia gli esempi relativi agli aspetti metodologici, che le applicazioni
riguarderanno i principali segnali e sistemi fisiologici in bioingegneria.
Il corso è integrato con numerosi esempi, anche tramite l’utilizzo del pacchetto software Matlab e relativi toolbox
(signal processing, system identification).
IIA PARTE: Analisi di immagini – ultrasuoni e risonanza magnetica (11h).
Introduzione (2h)
Natura dei segnali biomedici (deterministici, stocastici, frattali e caotici)
Modelli CT e DT di sistemi dinamici
Segnali e sistemi dinamici: proprietà
Energia e potenza dei segnali
Autocorrelazione e autocovarianza
Modelli di sistemi dinamici tempo-invarianti (4h)
Modelli lineari
Modelli di stato e modelli ingresso-uscita
Strutture di modelli dinamici
La procedura dell’identificazione: elementi base e fasi del procedimento
Analisi dei dati
Scelta del modello
Scelta del criterio di stima
Calcolo dei parametri del modello
Verifica della bontà del modello
Metodi di stima parametrica (6h)
Principi di base
Metodi di stima “a blocchi”:
Regressione lineare
Minimi Quadrati
Metodi di stima ricorsivi:
Minimi Quadrati
Stima spettrale parametrica
Confronto fra stima spettrale parametrica e non-parametrica
Identificazione di sistemi dinamici: aspetti pratici (2h)
Stazionarietà ed ergodicità
Campionamento e quantizzazione
Scelta della frequenza di campionamento
Pre-trattamento dei dati
Scelta del modello
Scelta dell’ordine “ottimo” per il modello
Segnali ed immagini ad ultrasuoni (6h)
Generalità
Generazione degli ultrasuoni
Propagazione degli ultrasuoni
Ecografia
Tecniche di scansione e di visualizzazione
La flussimetria Doppler
Immagini di risonanza magnetica (5h)
Principi fisici
Sequenze di eccitazione
Agenti di contrasto
Misure di flusso e tecniche agiografiche
Risonanza magnetica funzionale
Componenti HW in risonanza magnetica
Modalità di esame:
• Orale, su tutto il programma.
• Tesina applicativa (anche di gruppo), più una domanda orale.
Riferimenti bibliografici
E.N.Bruce, “Biomedical Signal Processing and Signal Modeling”, Wiley & Sons, Inc., Pub.,
USA, 2001.
G.D.Baura, “System Theory and Practical Applications of Biomedical Signals”, Wiley & Sons,
Inc., Pub., IEEE Press, USA, 2002.
S.Cerutti, C.Marchesi, “Metodi avanzati di elaborazione dei segnali biomedici”, Pitagora Ed.,
Bologna, Italia, 2005
C. Marchesi, “Tecniche numeriche per l’analisi dei segnali biomedici”, Pitagora Ed., Bologna,
Italia, 1992.
T.Söderström, P.Stoica, “System Identification”, Prentice Hall, N.Y., USA, 1989.
S.L.Marple, “Digital spectral analysis with applications”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ,
USA, 1987.
L.Masotti, “Ecografia: principi fisici e apparecchiature”, da: Bollettino Soc. Torricelliana di
Scienze e, Lettere, Stab. Grafico F.lli Lega, Faenza, Italia, 1987.
G.Valli, G.Coppini, “Bioimmagini”, Patron Ed., Bologna, Italy, 2002.