Universitat Internacional de Catalunya - BarcelonaTeoria de Senyals i Sistemes
Llengua d'impartició principal: castellà
Altres llengües d'impartició: català, anglès
Responsable
Dr. Alejandro Ernesto PORTELA - aeportela@uic.es
Horari d'atenció
Es podrà concertar una reunió presencial amb la docent escrivint al seu correu electrònic.
Els nostres cossos comuniquen constantment informació sobre la nostra salut. Aquesta informació es pot capturar a través d'instruments fisiològics que mesuren la freqüència cardíaca, la pressió arterial, els nivells de saturació d'oxigen, la glucosa en sang, la conducció nerviosa, l'activitat cerebral, etc. Tradicionalment, aquestes mesures es prenen en moments específics i s'anoten en la història clínica del pacient. Els metges en realitat veuen menys de l'u per cent d'aquests valors a mesura que fan les seves rondes, i les decisions de tractament es prenen sobre la base d'aquestes lectures aïllades.
El processament de senyals biomèdics implica l'anàlisi d'aquests mesuraments per a proporcionar informació útil sobre la qual els metges poden prendre decisions. Els enginyers estan descobrint noves maneres de processar aquests senyals mitjançant una varietat de fórmules i algorismes matemàtics. Treballant amb eines tradicionals de bio-mesurament, els senyals poden ser calculades per programari per a proporcionar a les mèdiques dades en temps real i majors coneixements per a ajudar en les avaluacions clíniques. En utilitzar mitjans més sofisticats per a analitzar el que diuen els nostres cossos, podem determinar potencialment l'estat de salut d'un pacient a través de mesures més no invasives.
Àlgebra, Càlcul, Fonaments i Sistemes electrònics, Instrumentació Biomèdica
Els objectius específics són que l'estudiant:
Una vegada finalitzada l'assignatura, l'estudiant podrà:
Tema 0. Introducció. Senyals analògics i digitals.
Exemples pràctics: Registre de senyals analògiques de transductors electrònics i visualització mitjançant l'oscil·loscopi.
Tema 1. El senyal sinusoidal
Exemples pràctics: Representació gràfica de senyals sinusoidals mitjançant ordinador. Generació de senyals sinusoidals de freqüència variable per a aplicacions d'audiometria. Modelització matemàtica de senyals de EMG amb senyals sinusoidals.
Tema 2. Mostreig de senyals analògics
Exemples pràctics: adquisició d'un senyal. Utilització de sistemes educacionals d'adquisició de senyals (Biopac, Labtutor, etc.). Estudi de l'efecte del teorema de mostreig (Nyquist) en l'adquisició de senyals biomèdics.
Tema 3. Convolució i correlació
Exemples pràctics: Representació gràfica i càlcul de la correlació mitjançant ordinador, aplicació de la correlació creuada normalitzada per a detecció de la similitud entre senyals, detecció de senyals EMG similars amb la correlació en una configuració de arrays d'elèctrodes.
Tema 4. La Transformada de Fourier
Exemples pràctics: Representació gràfica i càlcul de la transformada ràpida de Fourier (FFT) mitjançant ordinador, adquisició del senyal ECG amb sistemes educacionals d'adquisició de senyals (Biopac, Labtutor, etc.) i obtenció de l'espectre freqüencial.
Tema 5. Filtres digitals
Exemples pràctics: Càlcul de la funció de transferència de filtres digitals mitjançant ordinador, aplicació per a ordinador del teorema de convolució, aplicació per a ordinador del filtrat del soroll de la xarxa elèctrica i els seus harmònics, filtrat digital del senyal ECG adquirit en el laboratori. Adquisició i filtratge del senyal EEG amb sistemes educacionals d'adquisició de senyals (Biopac, Labtutor, etc.) i obtenció de les diferents banda freqüencials mitjançant filtrat.
Tema 6. Representació temps-freqüència, espectrograma
Exemples pràctics: Representació gràfica i càlcul de l'espectrograma de sons cardíacs (Fonocardiograma). Representació gràfica i càlcul de l'espectrograma del senyal ECG adquirit el laboratori mitjançant diferents mètodes paramètrics i no paramètrics.
Tema 7. La transformada Wavelet
Exemples pràctics: Càlcul per ordinador de la transformada Wavelet en el senyal ECG adquirit el laboratori per a la detecció automàtica d'esdeveniments QRS.
| ACTIVITAT FORMATIVA | METODOLOGIA | COMPETÈNCIES |
| Aprenentatge cooperatiu tindrà una gran importància en el grau en Bioenginyeria, el seu enfocament es basa en organitzar les activitats dins de l'aula per a convertir-les en una experiència social i acadèmica d'aprenentatge. L'aprenentatge depèn de l'intercanvi d'informació entre els estudiants, els quals estan motivats tant per logar seu propi aprenentatge com per a acréixer els èxits dels altres. Aquesta activitat contempla les pràctiques realitzades a l'entorn del laboratori. La classe magistral, serà l'escenari per: Aprendre i utilitzar la terminologia i estructures lingüístiques relacionades amb l'àmbit científic. Practicar i desenvolupar destreses de comunicació oral i escrita. I per aprendre com analitzar bibliografia i literatura sobre temes de Bioenginyeria. Practicar pautes per identificar i entendre les idees principals a durant la classe magistral. Aquesta activitat formativa és una eina essencial en la formació des del seu origen i ha de tenir una presència molt important en aquesta estructura de grau. L'estudi de cas és una tècnica d'aprenentatge en la qual el subjecte s'enfronta a la descripció d'una situació específica que planteja un problema, que ha de ser comprès, valorat i resolt per un grup de persones a través d'un procés de discussió. L'estudi de casos, es realitza generalment a través de treball en grup, que fomenta la participació de l'alumne, desenvolupant el seu esperit crític. Addicionalment prepara l'alumne per a la presa de decisions, ensenyant-li defensar els seus arguments i a contrastar-los amb les opinions de la resta del grup. Activitat no presencial, en aquesta activitat l'estudiant realitza una tasca de sedimentació i repòs del coneixement, necessari sempre abans de fer una tasca nova. El plantejament d'exercicis i problemes per part del professor, ajuda l'alumne a avançar en el procés enginyeril del disseny, guiat pel professor es van aconseguint fites parcials que faciliten la integració del coneixement teòric adquirit. Activitat no presencial, en aquesta activitat l'estudiant realitza exercicis de forma autònoma, sense la presència del professor. En aquesta fase apareixen sempre més dubtes, però al no tenir l'opció de preguntar immediatament es produeix un esforç addicional per part de l'alumne. | Activitats de l'alumne dirigides pel professor es realitzen en forma presencial i es monitoritza constantment l'evolució de l'alumne. Les classes pràctiques permeten a l'alumne interactuar en primera persona amb les eines de treball, en petits grups o de forma individual es realitzen petites demostracions pràctiques dels coneixements teòrics adquirits durant les classes teòriques A les classes teòriques s'ha d'establir el saber fonamental i científic que s'assenten les bases del coneixement i rigor que exigeix l'estudi de l'enginyeria El treball individual, a través de l'estudi, la recerca d'informació, el processament de dades i la interiorització dels coneixements permeten a l'alumne consolidar el seu aprenentatge. | CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CE1 CE13 CE15 CE16 CE17 CE3 CG10 CG2 CG3 CG4 CG5 CG6 CG7 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 |
[1] Proakis, John G ; Manolakis, Dimitris G. Digital Signal Processing. 4th ed. Madrid: Prentice-Hall, 2006. ISBN-10 : 0131873741.
[2] John Enderle, Joseph Bronzino. 2011. Introduction to Biomedical Engineering, 3 ed. ISBN : 978-0123749796.
[3] Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky. Signals And Systems. Pearson. 2nd Edition. 2017. ISBN-10 : 9332550239.