Teaching Guides Query



Academic Year: 2024/25

622 - Master's in Electronic Engineering

67250 - Biomedical signal processing


Teaching Plan Information

Academic year:
2024/25
Subject:
67250 - Biomedical signal processing
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
622 - Master's in Electronic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

In the subject, Treatment of Biomedical Signals, students will have understood the electrical origins of bioelectric signals, and the relationship of the different types of signals on the surface of the body (ECG, EEG, EP, EMG). Always with clinical objectives in mind, signal treatment techniques for both detection and estimation in each application domain are presented in this subject. The subject must lead the student to know a range of biomedical signal processing techniques, and be able to use them to obtain clinical information from the signals, taking into account the particularities of each case and type of signal, as well as the possibilities and limitations. of these techniques. Consequently, the overall objective of the subject is for the student to understand and know how to use a set of signal processing tools to extract clinically useful information from the different types of biomedical signals.

2. Learning results

The student, to pass this subject, must demonstrate the following
results:

1. Be able to design a biomedical signal conditioning system, taking into account the
characteristics of these signals and the requirements of subsequent processing, with the restrictions imposed not
distort the useful information present in the signals.

2. Be able to solve problems of detection or estimation of clinical parameters of interest,
posing them optimally within the framework of detection/estimation theory. Particularly in the area of
Electrocardiology, Electroenflaography and Electromyography.

3. Be able to interpret the sources of temporal and spatial information for the design of information systems.
compaction of information, either with the aim of compression and communication, or with the aim of
classification/monitoring and decision making regarding the underlying system (diagnosis/therapy).

4. Be able to extrapolate signal treatment concepts to the biomedical context, interpreting
spatial and temporal mixtures/separations of sources, non-uniform sampling, varying systems in the
time, extraction and interpretation of static and dynamic information, etc.

3. Syllabus

The Degree in Telecommunications Engineering aims, in addition to giving the fundamentals, positioning the tools of information and communication treatment in the context of their applications. In the context of this subject the application is the biomedical field, with applications for both diagnosis, therapies, interventions, follow-ups, etc. For this, an important part of the Engineering tries to exploit to the maximum the different sources of information that emanate of the alive systems to take, based on her, to take subsequent actions and / or decisions. Biomedical signals, and more specifically bio-electric, are a rich source of information about the organs or systems that generate them (cardiac, neurological, etc.). This subject puts at the service of professionals both deterministic techniques and statistics of treatment and detection of events in discrete signals, for use on biomedical signals in biomedical contexts where these signals may have some interest. 

 

The distribution in thematic units of the theory of the subject will be as follows:

TOPIC 1. Introduction to the origin of biological signals, their types and characteristics, as well as the objectives
that ICTs allow us to consider in this context.

TOPIC 2. Electrocardiogram (ECG): Description, parameters of clinical interest, interpretation; Detection of
events (beats); interference cancellation; analysis of heart rate variability; signal averaging
recurrent; Information compression and time-variant analysis (time-frequency representations); signs
invasive (Electrograms) their use and singularities.

TOPIC 3. Electroencephalogram (EEG): interpretation and clinical information, frequency bands; cancellation of
artifacts; spectral estimation; Analysis of evoked potentials (visual, auditory, etc.).

TOPIC 4. Electromyogram (EMG): origin and interpretation; parameters of interest and optimal estimation;
Applications.

TOPIC 5. Other biomedical signs: Photoplestimogram (PPG), blood pressure (BP); Their interactions and
physiological implications; Estimates of multimodal relationships (causation, correlations, etc.) (different types
of signals) of clinical parameters.

4. Academic activities

Master classes (40 hours), introducing the concepts, the physiological bases of each type of signal and the objectives of their study as well as the particularities or new developments of signal treatment in these contexts.

Problem solving (12 hours), which are given individually to the student, and are subsequently presented by the student in one of the regulated classes

Laboratory Practices (4 hours), where some of the applications presented in class will be seen in a practical way.

Tutored work (20 hours), in which a case study will be proposed, individually or preferably in a group, with real data, and the student will develop the corresponding application with a specific clinical objective.

Evaluation tests (4 hours)

Personal study (72 hours)

5. Assessment system

The student must demonstrate that he / she has achieved the expected learning outcomes through the following assessment activities

E1: Presentations and oral debates

  • Students should prepare during the course the presentation of specific topics, or the resolution of specially selected exercises, which will be presented orally to the class as a whole. The evaluation of this activity supposes 10% of the final note of asignatura.

E2: Tutored works

  • Tutored works represent 50% of the final grade. The qualification will assess the student's analytical and critical ability to study a problem or specific aspects in a biomedical signal treatment application, making use of the theoretical and practical tools learned in the subject. In addition, the originality of the solutions, the ability to work in a group, the ability to coordinate the work and to communicate relevant information in an oral and written form will be evaluated, as the work done will be presented through a common report to the group and Of an oral presentation.

E3: Final examination

  • The final exam will consist of a written test that represents 40% of the final grade. The test is divided into two parts: -
    • E3.1: Theoretical-practical issues: -
    • E3.2: Practical problems:

The student must obtain a grade of at least 4 out of 10 in the final exam grade (E3) to pass the subject. The student will have an overall test in each of the calls established throughout the course. The dates and times of the tests will be determined by the School.

6. Sustainable Development Goals

3 - Good Health & Well-Being
4 - Quality Education
17 - Partnerships for the Goals


Curso Académico: 2024/25

622 - Máster Universitario en Ingeniería Electrónica

67250 - Tratamiento de señales biomédicas


Información del Plan Docente

Año académico:
2024/25
Asignatura:
67250 - Tratamiento de señales biomédicas
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
622 - Máster Universitario en Ingeniería Electrónica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

En la asignatura, Tratamiento de Señales Biomédicas, los alumnos habrán comprendido los orígenes eléctricos de las señales bioeléctricas, y la relación de los distintos tipos de señales en la superficie del cuerpo (ECG, EEG, EP, EMG). Siempre con los objetivos clínicos en mente, se presentan en esta asignatura técnicas de tratamiento  de señal tanto para detección como para estimación en cada dominio de aplicación. La asignatura debe llevar al estudiante a conocer un abanico de técnicas de procesado de señales biomédicas, y ser capaz de utilizarlas para obtener información clínica de las señales, teniendo en cuenta las particularidades de cada caso y tipo de señal, así como las posibilidades y limitaciones de dichas técnicas. En consecuencia, el objetivo global de la asignatura es que el estudiante comprenda y sepa utilizar un conjunto de herramientas de tratamiento de señales para extraer información clínicamente útil de los distintos tipos de señales biomédicas.  

 

2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes
resultados:
 
1. Ser capaz de diseñar un sistema de acondicionamiento de señales biomédicas, teniendo en cuenta las
características de esas señales y los requisitos del procesado posterior, con las restricciones que impone no
deformar la información útil presente en las señales.
 
2. Ser capaz de resolver problemas de detección o de estimación de parámetros clínicos de interés,
planteándolos de forma óptima en el marco de la teoría de detección/estimación. En particular en el ámbito de la
Electrocardiologia, Electroenceflaografia y Electromiografia.
 
3. Ser capaz de interpretar las fuentes de información temporal y espacial para el diseño de sistemas de
compactación de información, bien sea con el ánimo de compresión y comunicación, bien con el ánimo de
clasificación/monitorización y toma de decisiones respecto al sistema subyacente (diagnostico/terapia).   
 
4. Ser capaz de extrapolar conceptos del tratamiento de señal al contexto biomédico, interpretando
mezclas/separaciones espaciales y temporales  de fuentes, muestreos no uniformes, sistemas variantes en el
tiempo,  extracción e interpretación de información estática y dinámica, etc. 

3. Programa de la asignatura

La distribución en unidades temáticas de la teoría de la asignatura será la siguiente:
 
TEMA 1. Introducción sobre el origen de las señales biológicas, sus tipos y características, así como los objetivos
que las TIC permiten plantearse en este contexto.  
 
TEMA 2. Electrocardiograma (ECG): Descripción, parámetros de interés clínico, interpretación; Detección de
eventos (latidos); cancelación de interferencias; análisis s dela variabilidad de ritmo cardiaco; promediado de señal
recurrente;  Compresión de información y análisis tiempo-variante (representaciones tiempo-frecuencia); señales
invasivas (Electrogramas) su uso y singularidades.
 
TEMA 3. Electroencefalograma (EEG): interpretación e información clínica, bandas frecuenciales; cancelación de
artefactos; estimación espectral; Análisis de potenciales evocados (visuales, auditivos, etc).
 
TEMA 4. Electromiograma (EMG): origen e interpretación; parámetros de interés y estimación óptima;
aplicaciones. 
 
TEMA 5. Otras señales biomédicas: Photoplestimograma (PPG), presión sanguínea (BP); Sus interacciones e
implicaciones fisiológicas; Estimaciones de relaciones (causalidad, correlaciones, etc) multimodales (distintos tipos
de señales) de parámetros clínicos.  

4. Actividades académicas

  • Clases magistrales (40 horas), introduciendo los conceptos, las bases fisiológicas de cada tipo de señal y los objetivos de su estudio así como las particularidades  o nuevos desarrollos de tratamiento de señal en estos contextos.
 
  • Resolución de problemas (12 horas), que se dan de forma individual al alumno, y posteriormente son presentados por este en alguna de las clases regladas 
 
  • Prácticas de Laboratorio (4 horas), donde se vera de forma práctica alguna de las aplicaciones presentadas en clase.
 
  • Trabajos tutorizados (20 horas), en los cuales se planteara un caso de estudio, individual o preferiblemente en grupo, con unos datos reales, y el alumno desarrollara la aplicación correspondiente con un objetivo clínico concreto.
 
  • Pruebas de evaluación (4 horas)
 
  • Estudio personal (72 horas)
 
 

5. Sistema de evaluación

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación
 
  • Presentaciones y debates de forma oral: Los alumnos habrán de preparar durante el curso la presentación de temas concretos, o la resolución de ejercicios especialmente seleccionados, que posteriormente serán presentados oralmente al conjunto de la clase. La evaluación de esta actividad supone el 10% de la nota final de asignatura.
 
  • Trabajos tutorizados: Los trabajos tutorizados representan el 50% de la calificación final. En la calificación se valorará la capacidad analítica y crítica del alumno para estudiar un problema o aspectos concretos en una aplicación de tratamiento de señal biomédica, haciendo uso de las herramientas teóricas y prácticas aprendidas en la asignatura. Además se evaluará la originalidad de las soluciones, la capacidad para trabajar en grupo, la habilidad para coordinar el trabajo y de transmitir la información relevante de forma oral y escrita, ya que el trabajo realizado se presentará a través de un informe común al grupo y de una presentación oral. 
 
  •  Examen final: El examen final consistirá en una prueba escrita que representa el 40% de la calificación final. La prueba se divide en dos partes:
            -Cuestiones teórico-prácticas:  
            -Problemas prácticos:  
 
El alumno ha de obtener una nota de al menos un 4 sobre 10 en la nota del examen final  para superar la
asignatura. El alumno dispondrá de una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas a lo largo del curso. Las fechas y horarios de las pruebas vendrán determinadas por la Escuela.

6. Objetivos de Desarrollo Sostenible

3 - Salud y Bienestar
4 - Educación de Calidad
17 - Alianzas para lograr los Objetivos