TÜRKÇE
ENGLISH
Genel Bilgi
| Kod | EE652 |
| Ad | Biomedical Signal Processing |
| Dönem | 2023-2024 Eğitim-Öğretim Yılı |
| Yarıyıl | . Yarıyıl |
| Süre (T+U) | 3-0 (T-U) (17 Hafta) |
| AKTS | 6 AKTS |
| Yerel Kredi | 3 Yerel Kredi |
| Eğitim Dil | İngilizce |
| Seviye | Yüksek Lisans Dersi |
| Tür | Normal |
| Öğretim Şekli | Yüz Yüze Öğretim |
| Bilgi Paketi Koordinatörü | Prof. Dr. SAMİ ARICA |
Dersin Amacı / Hedefi
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 Ön Koşulu
Dersin ön koşulu bulunmamaktadır.
Kaynaklar
Dersin konularını bütünüyle içeren basılı ders kitabı yoktur. Dersin, ders anlatımı ve notlarından takip edilmesi gerekmektedir.
Notlar
Ek kaynak önerisi yoktur.
Dersin Öğrenme Çıktıları
| Sıra | Dersin Öğrenme Çıktıları |
|---|---|
| ÖÇ01 | Uygulamaya yönelik olarak işaret işleme yontemlerini ve biomedikal işaret analizini birleştirir. |
| ÖÇ02 | Gerçek biomedikal işaretlere uygulamak için, ihtiyaca/uygulamaya uygun işaret işleme yöntemlerini seçer. |
| ÖÇ03 | Farklı biomedikal işaret işleme yaklaşımlarını Matlab kullanarak uygular ve sonuçlarını ve etkilerini yorumlar. |
| ÖÇ04 | Biyomedikal Sinyallerin Zaman ve Frekans Alanı Analizi İçin Alternatif Yöntemleri Araştırır. |
Program Öğrenme Çıktıları ile İlişkisi
| Sıra | Tür | Program Öğrenme Çıktıları | Duzey |
|---|---|---|---|
| PÖÇ01 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Elektrik-elektronik mühendisliğinin temellerini oluşturan dalların en az birinde, bilgi düzeyini lisans düzeyinin ötesine çıkararak uzmanlaşabilme. | 5 |
| PÖÇ02 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Uzmanlaştığı alanın içerdiği tüm konuların birlikte oluşturduğu bütünlüğü kavrayabilme. | 5 |
| PÖÇ03 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Uzmanlaştığı alandaki mevcut bilimsel literatüre hakim olabilme ve takip edebilme | 5 |
| PÖÇ04 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Alanının, ilişkili olduğu diğer dallarla olan disiplinlerarası etkileşimini kavrayabilme | 5 |
| PÖÇ05 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Kuramsal veya deneysel çalışma yapma becerisine sahip olabilme | 4 |
| PÖÇ06 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Araştırma sonucunda edinilen bilgileri derleyerek bütünlüklü bir bilimsel metin oluşturabilme | 4 |
| PÖÇ07 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Tez konusu üzerinde, danışmanının belirlediği çerçeve içinde, konunun gerektirdiği mantıksal bütünlüğe uygun olarak, programlı bir şekilde çalışabilme. | 4 |
| PÖÇ08 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Bilimsel veri tabanlarında literatür araştırması yapabilme; özelde, veri tabanlarını uygun ve doğru şekilde tarama ve listelenen unsurları değerlendirme, kategorize edebilme. | 4 |
| PÖÇ09 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Uzmanlık alanında İngilizce olarak yazılmış bir bilimsel metni rahatlıkla okuyup anlayacak düzeyde İngilizce bilme | |
| PÖÇ10 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Uzmanlıştığı konudaki bilgileri, bir sunum formatında derleyip, anlaşılır ve etkin bir şekilde sunabilme. | |
| PÖÇ11 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Bildiği bir programlama dilinde genelde belirli bir amaca yönelik, özelde uzmanlık alanı ile ilgili olan bir bilgisayar programı yazabilme | 4 |
| PÖÇ12 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda yol gösterici olabilme, insiyatif alabilme | |
| PÖÇ13 | Yetkinlikler - İletişim ve Sosyal Yetkinlik | Uygun bir dil ve tarz ile insanlarla iletişim kurabilme | |
| PÖÇ14 | Yetkinlikler - Öğrenme Yetkinliği | Uzmanlık alanı ile ilgili konularda proje, politika, süreç üretebilme ve bu öğeleri değerlendirme | |
| PÖÇ15 | Yetkinlikler - Öğrenme Yetkinliği | Mevcut araştırma deneyimine dayanarak yeni konularda da araştırma yapabilme | 4 |
Haftalık Akış
| Hafta | Konu | Ön Hazırlık | Yöntemler |
|---|---|---|---|
| 1 | Giriş. Biomedikal işaretler ve kaynakları: Elektrokardiyogram (EKG) , Elektroensefalografi (EEG), Elektromiyogram (EMG). | Ders kitabı okuma. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 2 | Temel işaret işleme yöntemleri. Örnekleme ve nicemleme. Sayısal işaretler. Doğrusal zamanla değişmez sistemler. Filtreleme. Gürültü ve meyil arındırma. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 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. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 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. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 5 | Temel işaret işleme yöntemleri. İşaret uzayı yöntemleri. Frekans tahmini. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 6 | ECG Analizi. ECG eletrotları ve ölçümü. QRS kompleksi. R-tepesi bulunması. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 7 | ECG Analizi. Takogram. Kalp-atım hızı değişkenliğinin bulunması. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 8 | Ara Sınav | Ders kitabı/notları okuma. | Öğretim Yöntemleri: Problem Çözme |
| 9 | EEG işaretlerinin analizi. Elektrot yerleşimi. Derivasyonlar/referanslar. Fizyolojik frekans bantları ve bu bantların ayrıştırılması. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 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. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 11 | EEG işaretlerinin analizi. Eş fazlı işaretler: Uyarılmış potansiyeller. Uyarılmış potansiyellerin tespiti ve analizi. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 12 | EMG işaretinin analizi. Burstlerin belirlenmesi, güç ve frekanslarının tespiti, EMG işaretinin zarfının bulunması. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 13 | Sınıflama. Doğrusal sınıflayıcılar: Bayes ve Fisher ayrıştırıcı analizi. Destek vektör makineleri. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 14 | Özellik çıkarma ve seçme. ECG, EEG ve EMG işaretlerinden özellik çıkarma belirleme. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 15 | Örnek uygulamalar. Beyin bilgisyara arayüzü. | Ders kitabı okuma/Bilgisayarda uygulama. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 16 | Yarıyıl Sonu Sınavları | Ders kitabı/notları okuma. | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
| 17 | Yarıyıl Sonu Sınavları | Ders kitabı/notları okuma. | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
Öğrenci İş Yükü - AKTS
| Çalışmalar | Sayısı | Süresi (Saat) | İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ders (Sınav haftaları dahil değildir) | 14 | 3 | 42 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma (Ön çalışma, pekiştirme) | 14 | 5 | 70 |
| Değerlendirmeler ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ödev, Proje, Diğer | 7 | 4 | 28 |
| Ara Sınavlar (Yazılı, Sözlü, vs.) | 1 | 2 | 2 |
| Yarıyıl/Yıl Sonu/Final Sınavı | 1 | 2 | 2 |
| Toplam İş Yükü (Saat) | 144 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (s) | 5,76 | ||
| AKTS | 6 AKTS | ||