Aquisição e Processamento de Biossinais

Conhecimentos de Base Recomendados

Sinais e Sistemas
Eletrónica

Métodos de Ensino

Método de Ensino: Presencial

No decurso das horas de contacto, aulas teóricas e laboratoriais, são privilegiadas metodologias de ensino expositiva e demonstrativa respetivamente. As aulas laboratoriais terão lugar num laboratório que disponha de computadores, placas de aquisição de sinais, fontes de alimentação, geradores de sinais, osciloscópios, e demais componentes eletrónicos de modo a permitir a realização de trabalhos práticos após a exposição dos conteúdos teóricos.
As horas de não-contacto são dedicadas ao trabalho autónomo do aluno abrangendo a preparação dos trabalhos a realizar, a análise dos resultados laboratoriais obtidos e a escrita dos relatórios.

 

Resultados de Aprendizagem

O objetivo desta unidade curricular é dotar os alunos de conhecimentos específicos nas áreas da aquisição e processamento de biossinais.
Pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos relativos à aquisição e condicionamento de sinais por meio de conversores A/D e hardware adicional adaptados às características dos sinais que se pretendem analisar.
Os alunos devem igualmente obter conhecimentos sobre o processamento digital de sinal com vista à análise e extração das características mais relevantes dos sinais adquiridos.
No final da unidade curricular, os alunos devem ser capazes de projetar e implementar uma solução tecnológica, com componentes de hardware e software, que responda a um problema concreto de aquisição e processamento de biossinais.

Programa

1. Biossinais
1.1 – Origem e propriedades dos biossinais
1.2 – Ruído e fontes de ruído
2. Amostragem de sinais analógicos
2.1 – Sinais analógicos e digitais
2.2 – Amostragem, quantização
2.3 – Domínios do tempo e da frequência, aliasing
3. Aquisição de sinais
3.1 – Conversores analógico – digital (ADCs)
3.2 – Conversores digital – analógico (DACs)
3.3 – Ruído de quantização
3.4 – Parâmetros de desempenho das ADCs
4. Condicionamento de sinal
4.1 – Circuitos básicos com AmpOps
4.2 – Amplificador de isolamento e amplificador de instrumentação
4.3 – Interferência e acoplamento de sinais
4.4 – Análise e projeto de filtros analógicos passivos e ativos
5. Processamento digital de sinal
5.1 – Características do sinais digitais (em tempo discreto)
5.2 – Transformada de Fourier em tempo discreto (DTFT)
5.3 – Transformada de z e funções de transferência digitais
5.4 – Filtros FIR – Finite Impulse Response
5.5 – Filtros IIR – Infinite Impulse Response
5.6 – Filtros de média móvel
5.7 – Projeto e implementação de filtros digitais FIR e IIR
6. Processamento de biossinais
6.1 – Processamento e análise de biossinais em aplicações práticas

Docente(s) responsável(eis)

Victor Daniel Neto dos Santos

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

  • Webster, J. G., & Clark, J. W. (2010). Medical instrumentation: Application and design (4th ed.). Hoboken (N.J.): Wiley
  • Bronzino, J. D. (2006). The Biomedical Engineering Handbook. Vol. 2: Medical devices and systems. CRC/Taylor & Francis (3th ed.);
  • Liang, H., Bronzino, J. D., & Peterson, D. R. (2013). Biosignal processing: Principles and practices. CRC Press/Taylor & Francis.
  • Reddy, D. C. (2005). Biomedical Signal Processing: Principles and techniques. McGraw Hill.
  • Semmlow, J. L. (2018). Circuits, signals and systems for bioengineers: a MATLAB-based introduction (3rd ed). London: Academic Press
  • Northrop, R. B. (2012). Analysis and application of analog electronic circuits to biomedical instrumentation. Boca Raton, Fla: CRC Press