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Academic Year: 2024/25

633 - Master's Degree in Biomedical Engineering

69703 - Biomedical signal and  image  processing


Teaching Plan Information

Academic year:
2024/25
Subject:
69703 - Biomedical signal and  image  processing
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
633 - Master's Degree in Biomedical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

The main objective is to provide students with the fundamentals and basic tools for the analysis and study of signals and images, as well as for their application to signal and image processing, with a special focus on biomedical applications. It also introduces the bases for other more advanced subjects specific to signal or image processing.

 

2. Learning results

  • To be able to understand the origin and generation mechanisms of biomedical signals and images.
  • To be able to characterize biomedical signals in the time/space domain and in the frequency domain, as well as to transform signals between the different domains and choose the most appropriate domain for each problem.
  • To be able to understand and perform typical medical signal and image processing tasks, such as filtering, conditioning, event detection, parameter estimation, segmentation.

3. Syllabus

MODULE 1: Biomedical signals and imaging.

  • Biomedical signals and signals. Origin and examples. 
  • Bioelectrical signals: generic aspects; action potential.
  • Medical imaging and imaging (modalities). Origin and examples.

MODULE 2: SIGNALS

  • Mathematical representation of deterministic signals in time or space domain. Discrete time (vectors, sequences), continuous time (functions).
  • Basic transformations of signals.
  • Measures and features from signals (histogram, averages, energy, power, dot products).
  • Frequency domain signal representation. Fourier transforms and their properties.

MODULE 3: SYSTEMS

  • General aspects of systems: characterization, properties, connection.
  • Linearity and invariance: convolution and impulse response; frequency response.
  • Implementation: continuous-time (differential equations) and discrete-time (finite difference equations, FIR and IIR systems).
  • Sampling.
  • Z-Transform, rational transfer function.

4. Academic activities

  • Theoretical sessions (40 hours)
  • Laboratory practice sessions (5 sessions of 2 hours)
  • Teaching assignments (assignments outside class hours with associated deliverables: problem solving, mini-projects, self-assessment reports) (30 hours)
  • Study and personal work (65 hours)
  • Assessment tests (5 hours) 

5. Assessment system

The subject is preferably oriented towards a mixed system of evaluation in which the following items are considered:

  • T1: Teaching assignments. 20% of the grade The suitability of the solutions, the quality of the documents provided and the attitude and proactivity in the development of the tasks will be taken into account.
  • T2: Laboratory practices. 20% of the grade The evaluation of the practices will be carried out taking into account the quality of the associated reports and the performance of the students.
  • E: Exam grade. 60% of the grade Final exam(FE) and partial exam(PE).

In the final exam EF (date of official call) the whole subject is assessed (all theoretical and practical contents). By default the exam grade E is directly the EF grade (E=EF).

Towards the middle of the term there will be a partial EP exam that will assess the contents seen so far. The EP grade will only influence the E exam grade if the following two circumstances occur simultaneously: 1. EF >4; 2. EP > EF . In that case, instead of obtaining E as E = EF , we will apply E =(1/3)* EP +(2/3)* EF .

 

In this mixed system context, the subject can only be passed with a minimum grade of 5 out of 10 in itemT2 and 4.5 in item E.

 

Alternatively, there is also a simple system based exclusively on a single overall final test in the two official calls for exams. The overall test will consist of 2 parts EF(60% of the grade) and T (remaining 40%). The EF part of the test coincides with the final exam described in the mixed system. The additional part of the global test T is focused on verifying that the student has worked on the subject on their own, acquiring competences similar to those assessed in itemsT1 andT2 of the mixed system. In the simple system context, it is necessary to pass each of the 2 parts of the global test (EF and T separately in order to pass the subject.

 

6. Sustainable Development Goals

3 - Good Health & Well-Being
9 - Industry, Innovation and Infrastructure


Curso Académico: 2024/25

633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica

69703 - Tratamiento de señales e imágenes biomédicas


Información del Plan Docente

Año académico:
2024/25
Asignatura:
69703 - Tratamiento de señales e imágenes biomédicas
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El objetivo fundamental es proporcionar a los estudiantes los fundamentos e instrumentos básicos para el análisis y el estudio de las señales y las imágenes, así como para su aplicación al procesado de las mismas, con especial orientación hacia aplicaciones propias del entorno biomédico. Se sientan las bases para otras asignaturas más avanzadas específicas en procesado de señal o imagen.

2. Resultados de aprendizaje

  • Ser capaz de comprender el origen y los mecanismos de generación de las señales e imágenes biomédicas.
  • Ser capaz de caracterizar señales biomédicas en el dominio temporal/espacial y en el dominio frecuencial, así como transformar las señales entre los diferentes dominios y escoger el dominio más adecuado para cada problema.
  • Ser capaz de comprender y realizar tareas típicas de procesamiento de señales e imágenes médicas, como filtrado, acondicionamiento, detección de eventos, estimación de parámetros, segmentación.

3. Programa de la asignatura

MÓDULO 1: Señales e imágenes biomédicas.

  • Señales y señales biomédicas. Origen y ejemplos. 
  • Señales bioeléctricas: Aspectos genéricos; potencial de acción.
  • Imágenes e imágenes médicas (modalidades). Origen y ejemplos.

MÓDULO 2: SEÑALES

  • Representación matemática de señales deterministas en dominios temporales o espaciales. Tiempo discreto (vectores, secuencias), tiempo continuo (funciones). 
  • Transformaciones básicas de señales.
  • Medidas y características de señales (histograma, promedios, energía, potencia, productos escalares).
  • Representación de señales en el dominio frecuencial. Transformadas de Fourier y propiedades de interés.

MÓDULO 3: SISTEMAS

  • Aspectos generales de sistemas: caracterización, propiedades, conexión.
  • Linealidad e invarianza: convolución y respuesta al impulso; respuesta en frecuencia.
  • Implementación de sistemas de tiempo continuo (ecuaciones diferenciales) y de tiempo discreto (ecuaciones en diferencias finitas, FIR, IIR).
  • Muestreo.
  • Transformada Z, funciones de transferencia racionales.

4. Actividades académicas

  • Sesiones teóricas (40 horas)
  • Sesiones de prácticas de laboratorio (5 sesiones de 2 horas)
  • Trabajos docentes (tareas fuera de horario de clase con entregas asociadas: resolución de problemas, mini-proyetos, informes de autoevaluación) (30 horas)
  • Estudio y trabajo personal (65 horas)
  • Pruebas de evaluación (5 horas) 

5. Sistema de evaluación

La asignatura se orienta preferentemente hacia un sistema mixto de evaluación en el que se consideran los ítems:

  • T1: Trabajos docentes. 20% de la nota. Se tendrá en cuenta la idoneidad de las soluciones, la calidad de los documentos aportados y la actitud y proactividad en el desarrollo de las tareas.
  • T2: Prácticas de laboratorio. 20% de la nota. La evaluación de las prácticas se realizará teniendo en cuenta la calidad de los informes asociados y el desempeño de los alumnos en el desarrollo de las mismas.
  • E: Nota de examen. 60% de la nota. Examen final (EF) y Examen parcial (EP).

En el examen final EF (fecha de convocatoria oficial) se evalúa la globalidad de la asignatura (todos los contenidos teóricos y prácticos). Por defecto la nota de examen E es directamente la puntuación EF (E=EF).

Hacia mediados del curso se realizará un examen parcial EP  que evaluará los contenidos vistos hasta el momento. La puntuación EP solo influirá en la nota de examen E si se dan simultáneamente las dos circunstancias siguientes: 1. EF>4; 2. EP>EF. En ese caso, en lugar de obtener E como E=EF, se aplicará E=(1/3)*EP+(2/3)*EF.
 
En este contexto de sistema mixto la asignatura sólo puede ser superada con una puntuación mínima de 5 sobre 10 en ítem T2 y de 4.5 en el ítem E.
 
Alternativamente también hay un sistema simple basado exclusivamente en una única prueba final global en las dos convocatorias oficiales. La prueba global se compondrá de 2 partes EF (60% de la nota) y T (40% restante). La parte de la prueba EF coincide con el examen final descrito en el sistema mixto. La parte adicional de la prueba global T se enfoca a comprobar que el alumno ha trabajo la asignatura por su cuenta adquiriendo competencias similares a las evaluadas en los ítems T1 y T2 del sistema mixto. En este contexto de sistema simple para superar la asignatura hay que aprobar cada una de las 2 partes de la prueba global (EF y T) por separado.

6. Objetivos de Desarrollo Sostenible

3 - Salud y Bienestar
9 - Industria, Innovación e Infraestructura