CURSO:
ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA CLÍNICA
DISCIPLINA:
Instrumentação e Processamento de
Sinais Biomédicos
CARGA HORÁRIA: 45 h
João Luiz A. Carvalho, Ph.D.
PROFESSORES:
Marcelino M. de Andrade, Dr.
SEMESTRE/ANO
1o/2010
CRÉDITOS:
02
PLANO DE AULA
1. OBJETIVOS DA DISCIPLINA
Estudar os sinais bioelétricos utilizados em equipamentos médico-hospitalares e em pesquisa biomédica,
identificando os tipos de sinais e de ruídos, os potenciais bioelétricos, os sensores e transdutores e os algoritmos
utilizados no processamento digital dos sinais bioelétricos.
2. EMENTA DO PROGRAMA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Principais sinais bioelétricos;
Formação do sinal: ECG e EMG;
Aquisição de sinais bioelétricos;
Digitalização de sinais;
Introdução ao Matlab/Octave.
Teoria de processamento digital de
sinais: transformadas, convolução,
correlação, filtros digitais, modelo autoregressivo;
7. Técnicas para redução de ruído em
sinais biomédicos;
8. Processamento e análise de sinais de
EMG;
9. Detecção de batimentos cardíacos em
sinais de ECG;
10. Variabilidade da freqüência cardíaca;
11. Processamento e análise de sinais de
variabilidade da freqüência cardíaca.
3. HORÁRIO DE AULAS E ATENDIMENTO
- Dias das Aulas:
- Aulas teóricas:
- Aulas práticas:
- Observações:
12 e 13 de Fevereiro, e 05, 06, 12 e 13 de Março de 2010.
Sexta-feira das 19:00 às 22:30 e Sábados das 8:00 às 12:00.
Sábados das 13:00 às 17:00.
O atendimento presencial ocorrerá com o agendamento prévio do aluno.
4. METODOLOGIA
O método básico aplicado é o de aulas expositivas, com o auxílio do quadro branco e projetor digital.
Adicionalmente, ocorrerá a utilização do laboratório para o desenvolvimento de soluções computacionais
associadas à abordagem teórica aplicada. A fim de fortalecer a aprendizagem da disciplina, as aulas serão
complementadas com atividades de exercícios e demandas extra-classe. Estas atividades serão desenvolvidas
com acompanhamento dos professores, bem como através da Plataforma Moodle.
1
5. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO
A avaliação dos alunos na disciplina será feita de forma contínua através de Práticas Experimentais e um
Projeto Final (PF). Para ser aprovado na disciplina, o aluno precisa:

Ter 75% de presença nas aulas, e atingir Nota Final (NF) maior ou igual a 7,0.
Observação: O aluno que perder uma avaliação poderá fazer uma outra de reposição por motivo de saúde, se
comprovado por meio de atestado médico. A avaliação de reposição poderá ser aplicada em outros casos
amparados legalmente.
6. CRONOGRAMA DE ATIVIDADES
Módulos
1o
26/02.
.
Conteúdos Teóricos
- Apresentação do Curso;
- Principais sinais bioelétricos;
- Formação do sinal: ECG e EMG.
- Sinais e Sistemas;
- Sinais Analógicos e Digitais;
- Sinais Biológicos e Biomédicos;
- Eletrocardiografia (ECG) Básica;
- Eletromiografia (EMG) Básica.
Prof. Marcelino Andrade
2o
27/02.
- Aquisição de sinais bioelétricos;
- Digitalização de sinais;
- Introdução ao Matlab/Octave.
Prof. Marcelino Andrade
- Sistemas de Aquisição de Sinais;
- Teorema de Nyquist;
- Conversores AD/DA;
- Transdutores de Sinais Biológicos;
- Condicionadores de Sinais;
- Amplificadores Instrumentais;
- Protocolo de Aquisição de Sinais.
- Introdução ao Octave;
- Leitura de Sinais Biológicos;
- Geração de Sinais Digitais.
- Práticas de Laboratório.
- Teoria de processamento digital de sinais.
3o
05/03
e
06/03.
Prof. João Luiz A. Carvalho
- Transformada de Laplace;
- Transformada de Fourier;
- Amostragem;
- Sinais discretos no tempo;
- Transformada Z;
- Transformada Discreta de Fourier;
- Convolução;
- Correlação;
- Filtros digitais;
- Modelo auto-regressivo;
- Promediação de sinais.
- Redução de ruído: filtragem digital,
promediação.
- Práticas de Laboratório.
2
Módulos
4o
-Processamento e Análise de Sinais de
Eletromiografia (EMG).
- Técnicas no domínio do tempo;
- Técnicas no domínio da freqüência.
Prof. Marcelino Andrade
12/03.
5o
Conteúdos Teóricos
-Práticas de Laboratório.
- Valor RMS;
- Freqüência de potência mediana;
- Velocidade de condução.
- Processamento de sinais de
eletrocardiografia (ECG);
- Processamento e análise de sinais de
variabilidade da freqüência cardíaca.
- Detecção de QRS
- Variabilidade da freqüência cardíaca
- Interpolação do sinal R-R
- Análise no domínio do tempo
- Análise no domínio da freqüência
Prof. João Luiz A. Carvalho
13/03.
- Construção e interpolação do sinal
R-R;
- Cálculo de parâmetros temporais;
- Análise espectral.
-Práticas de Laboratório.
Observação: Na busca de uma melhor abordagem pedagógica, a distribuição dos conteúdos e das aulas teóricas e
práticas podem sofrer modificações.
7. BIBLIOGRAFIA
BOYLESTAD, R.L; NASHELSKY, L.; Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. São
Paulo: Prentice-Hall, 2004.
TOMPKINS, W.J.; Biomedical digital signal processing: C-language examples and
laboratory experiments for the IBM PC . Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, NJ, USA,
1993.
WEBSTER, J.; Medical instrumentation: application and design. Boston: Houghton Milfflin
Co, 2a ed. 1992. 800p.
OPPENHEIM, A. V.; SCHAFER, R. W. Digital Signal Processing. Ohio: Prentice Hall, 2001.
SPACELABS, INC.; Biophysical Measurement
Redmond, WA: SpaceLabs, Inc., 1992.
Series:
Advanced
Electrocardiography,
MALIK, M., CAMM, A.J.; Heart Rate Variability, Armonk, NY: Futura Publishing Company
Inc., 1995.
CHALLIS R.E., KITNEY R.I.; Biomedical signal processing (in four parts). Part 1. Timedomain methods. Med Biol Eng Comput. 1990 Nov;28(6):509-24.
CHALLIS R.E., KITNEY R.I.; Biomedical signal processing (in four parts). Part 2. The
frequency transforms and their inter-relationships. Med Biol Eng Comput. 1991 Jan;29(1):117.
CHALLIS R.E., KITNEY R.I.; Biomedical signal processing (in four parts). Part 3. The
power spectrum and coherence function. Med Biol Eng Comput. 1991 May;29(3):225-41.
3