Aquisição e Processamento de Biossinais

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.
A avaliação da UC compreende duas componentes de igual peso: um exame final escrito e trabalhos laboratoriais.

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.

1. Sinais biomédicos
1.1. Fontes e propriedades dos sinais biomédicos;
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 biomédicos
3.1. Conversor analógico – digital (ADC)
3.2. Conversor digital – analógico (DAC)
3.3. Ruído de quantização
3.4. Parâmetros de desempenho das ADCs
4. Condicionamento de sinal
4.1. Interferência e acoplamento de sinais;
4.2. Circuitos básicos com OPAMPS;
4.3. Amplificador de isolamento e amplificador de instrumentação
5. Filtragem de sinais analógicos e digitais
5.1. Filtros analógicos passivos e ativos
5.2. Filtros digitais FIR e IIR
6. Projeto e implementação de filtros FIR e IIR
6.1. Transformada de z;
6.2. Projeto de filtros FIR – método das janelas
6.3. Projeto de filtros IIR – transformação bilinear
7. Processamento de sinais biomédicos
7.1. Processamento e análise de biossinais em aplicações reais

NAO

 Semmlow, J. L. (2018). Circuits, signals and systems for bioengineers: a MATLAB-based introduction (3rd ed). London: Academic Press
 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
 Reddy, D. C. (2006). Biomedical signal processing: Principles and techniques. McGraw Hill.
 Northrop, R. B. (2012). Analysis and application of analog electronic circuits to biomedical instrumentation. Boca Raton, Fla: CRC Press.