DERS BİLGİLERİ
Ders Kodu Yarıyıl Ders Süresi Kredi AKTS
Biomedical Signal Processing EE   652 2 3 3 6

Ön Koşul Dersleri
Ders Hakkında Önerilen Diğer Hususlar None

Dersin Dili Türkçe
Dersin Seviyesi Yüksek Lisans
Dersin Türü Zorunlu
Dersin Koordinatörü Doç.Dr. Sami ARICA
Dersi Verenler
 
Dersin Yardımcıları
Dersin Amacı
Öğrencilere, özellikle EKG, EEG ve EMG işaretlerine uygulanan işaret işleme yöntemlerin tanıtmak. Bu işaretlerden bilgi çıkaracakları metotları öğretmek ve biomedikal sinyallere uygulanan işaret işleme yöntemlerinin pratik uygulamalarını göstermek.
Dersin İçeriği
Biomedikal işaretler ve kaynakları: Elektrokardiyogram (EKG) , Elektroensefalografi (EEG), Elektromiyogram (EMG). Temel işaret işleme yöntemleri: gürültü arındırma, meyil bastırma, güç spektrumu, bloklara/pencerelere bölme, zaman-frekans haritası, modelleme, frekans belirleme. EKG işaretlerinin analizi: R tepelerinin tespiti ve kalp atım hızının bulunması. EEG işaretlerinin analizi: derivasyonlar/referanslar, fizyolojik frekans bantları ve ayrıştırılması. EMG işaretinin analizi: Burstlerin belirlenmesi, güç ve frekanslarının tespiti, EMG işaretinin zarfının bulunması.

Dersin Öğrenme Kazanımları
1) Uygulamaya yönelik olarak işaret işleme yontemlerini ve biomedikal işaret analizini birleştirir.
2) Gerçek biomedikal işaretlere uygulamak için, ihtiyaca/uygulamaya uygun işaret işleme yöntemlerini seçer.
3) Farklı biomedikal işaret işleme yaklaşımlarını Matlab kullanarak uygular ve sonuçlarını ve etkilerini yorumlar.
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
15)


DERSİN PROGRAM KAZANIMLARINA KATKISI
NoTemel öğrenme KazanımlarıKatkı Düzeyi
12345
1
Elektrik-elektronik mühendisliğinin temellerini oluşturan dalların en az birinde, bilgi düzeyini lisans düzeyinin ötesine çıkararak uzmanlaşabilme.
X
2
Uzmanlaştığı alanın içerdiği tüm konuların birlikte oluşturduğu bütünlüğü kavrayabilme.
X
3
Uzmanlaştığı alandaki mevcut bilimsel literatüre hakim olabilme ve takip edebilme
X
4
Alanının, ilişkili olduğu diğer dallarla olan disiplinlerarası etkileşimini kavrayabilme
X
5
Kuramsal veya deneysel çalışma yapma becerisine sahip olabilme
X
6
Araştırma sonucunda edinilen bilgileri derleyerek bütünlüklü bir bilimsel metin oluşturabilme
X
7
Tez konusu üzerinde, danışmanının belirlediği çerçeve içinde, konunun gerektirdiği mantıksal bütünlüğe uygun olarak, programlı bir şekilde çalışabilme.
X
8
Bilimsel veri tabanlarında literatür araştırması yapabilme; özelde, veri tabanlarını uygun ve doğru şekilde tarama ve listelenen unsurları değerlendirme, kategorize edebilme.
X
9
Uzmanlık alanında İngilizce olarak yazılmış bir bilimsel metni rahatlıkla okuyup anlayacak düzeyde İngilizce bilme
X
10
Uzmanlıştığı konudaki bilgileri, bir sunum formatında derleyip, anlaşılır ve etkin bir şekilde sunabilme.
X
11
Bildiği bir programlama dilinde genelde belirli bir amaca yönelik, özelde uzmanlık alanı ile ilgili olan bir bilgisayar programı yazabilme
X
12
Alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda yol gösterici olabilme, insiyatif alabilme
X
13
Uygun bir dil ve tarz ile insanlarla iletişim kurabilme
X
14
Uzmanlık alanı ile ilgili konularda proje, politika, süreç üretebilme ve bu öğeleri değerlendirme
X
15
Mevcut araştırma deneyimine dayanarak yeni konularda da araştırma yapabilme
X

DERS AKIŞI
HaftaKonularÖn Hazırlık Yöntem
1 Giriş. Biomedikal işaretler ve kaynakları: Elektrokardiyogram (EKG) , Elektroensefalografi (EEG), Elektromiyogram (EMG). Ders kitabı okuma. Anlatım
Ödev
2 Temel işaret işleme yöntemleri. Örnekleme ve nicemleme. Sayısal işaretler. Doğrusal zamanla değişmez sistemler. Filtreleme. Gürültü ve meyil arındırma. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Ödev
3 Temel işaret işleme yöntemleri. Fourier dönüşümü. Güç spektrumu. Parametrik modelleme ve güç spektrumu hesabı. Bloklara/pencerelere ayırma. Kısa-zamanlı Fourier dönüşümü. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Ödev
4 Temel işaret işleme yöntemleri. Rastsal işaretler. Olasılık dağılımları. Durağan ve durağan olmayan işaretler. Dağılım belirleme. Beklendik değer. Korrelasyon ve güç spektrumu ilişkisi. Wigner-Ville dağılımı. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Ödev
5 Temel işaret işleme yöntemleri. İşaret uzayı yöntemleri. Frekans tahmini. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Ödev
6 ECG Analizi. ECG eletrotları ve ölçümü. QRS kompleksi. R-tepesi bulunması. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
7 ECG Analizi. Takogram. Kalp-atım hızı değişkenliğinin bulunması. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
8 Ara Sınav Ders kitabı/notları okuma. Problem Çözme
Yazılı Sınav
9 EEG işaretlerinin analizi. Elektrot yerleşimi. Derivasyonlar/referanslar. Fizyolojik frekans bantları ve bu bantların ayrıştırılması. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
10 EEG işaretlerinin analizi. Çok kanallı bir işaret olarak EEG. Çok girişli-çok çıkışlı sistem modeli oluşturma. Koherens hesabı. Kanallar arası bağlantı. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
11 EEG işaretlerinin analizi. Eş fazlı işaretler: Uyarılmış potansiyeller. Uyarılmış potansiyellerin tespiti ve analizi. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
12 EMG işaretinin analizi. Burstlerin belirlenmesi, güç ve frekanslarının tespiti, EMG işaretinin zarfının bulunması. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
13 Sınıflama. Doğrusal sınıflayıcılar: Bayes ve Fisher ayrıştırıcı analizi. Destek vektör makineleri. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
14 Özellik çıkarma ve seçme. ECG, EEG ve EMG işaretlerinden özellik çıkarma belirleme. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
15 Örnek uygulamalar. Beyin bilgisyara arayüzü. Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. Anlatım
Alıştırma ve Uygulama
Ödev
16-17 Yarıyıl Sonu Sınavları Ders kitabı/notları okuma. Yazılı Sınav

KAYNAKLAR
Ders Notu
Diğer Kaynaklar