Elektronikus orvosi műszerek

A tantárgy angol neve: Electronic Medical Equipment

Adatlap utolsó módosítása: 2009. november 2.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

Mérnök Informatikus Szak

Szabadon választható tantárgy

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMIJV32   2/2/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Jobbágy Ákos Andor,
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Jobbágy Ákos

egyetemi tanár

MIT

Dr. Pataki Béla

docens

MIT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít méréstechnika, elektronika
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIMM9032") )
VAGY
NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIMIM337") )
VAGY
NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIMIM202") )

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:
Nem veheti fel az, aki az Orvostechnika (VIMIM337) vagy az Orvosbiológiai méréstechnika (VIMIM202) vagy az Elektronikus orvosi műszerek (VIMM9032) tantárgy kreditjét már megszerezte.
7. A tantárgy célkitűzése Az elektronikus orvosi műszerekben alkalmazott tipikus hardver egységek és jelfeldolgozó algoritmusok bemutatása. Az EKG, EEG és a mandzsettát használó indirekt vérnyomásmérő készülékek részletes ismertetése. Valós (a hallgatókról felvett) fiziológiai eredetű jeleket feldolgozó algoritmus elkészítése MATLAB környezetben.
8. A tantárgy részletes tematikája

Az előadások anyaga

Elektródok feladata, típusai, modellezése.

Makróelektródok felépítése és modellezése. Zajok, zavarok a testfelszínről elvezetett elektronikus jelekben.

A fiziológiai eredetű elektronikus jeleket feldolgozó orvosi készülékek (EKG, EMG, EEG)

funkcionális felépítése.

Bemeneti fokozatok, hozzávezetések, a paciens illetve a készülékek védelme.

A közösjel elnyomás növelése a meghajtott testpotenciál módszerével.

Sokcsatornás biológiai erősítők felépítése.

Az áram fiziológiai hatása. Biztonságtechnika.

Impedanciamérő készülékek és pletizmográfok (PPG) funkcionális felépítése.

A pulzoximéter működési elve.

Mandzsettás vérnyomásmérő készülékek felépítése, a felhasznált algoritmusok a szisztolés és a diasztolés vérnyomás meghatározására.

A jel/zaj viszony javítására alkalmazható módszerek a jelfeldolgozás során: átlagolás, szűrés, mintaillesztés.

Fiziológiás jelek analízise: véletlenség tesztje, szabályosság keresése.

Az EKG jel kiértékelése. Az Einthoven féle elvezetések.

A szívfrekvencia variabilitás (HRV) értelmezése. A felvételek kiértékelése a frekvenciatartományban és a Poincaré diagram használatával.

Mozgások analízise. A passzív markerbázisú analízis. Készülékek felépítése, kalibrálása és használata.

Háromdimenziós gyorsulásmérő illetve MousePen digitalizáló tábla használata mozgások analízisére.

Véletlenség tesztje, szabályosság keresése fiziológiai eredetű jelekben.

Neurális hálózatok alkalmazhatósága a fiziológiai eredetű jelek feldolgozására.

Kváziperiódikus jelek jellemzése az SVD módszert és a KL transzformációt használva.

Mammográfiás felvételek feldolgozása, kiértékelése.

Tüdőröntgen felvételeke feldolgozása, kiértékelése.

 

Laboratóriumi mérések

Felvételek készítése az otthoni monitorozásra alkalmas HHM készülékkel: Einthoven I. elvezetésben EKG, minkét mutatóujjról fotopletizmográfiás (PPG) jel mind IR mind NIR tartományban és a felkari mandzsetta nyomásának rögzítése különböző mandzsettanyomás profilok esetén.

A fizikai és a szellemi igénybevétel hatásának elemzése a fenti jelekre.

A szívfrekvencia variabilitás (HRV) mérése és kiértékelése.

EKG jelek szűrése a frekvenciatartományban. A szűrés hatása az áteresztő tartományban, a frekvenciafüggő fáziskésleltetés hatása. A szűrésre használható Matlab függvények.

Passzív markerbázisú mozgásanalizátor (PAM), vezeték nélküli háromdimenziós készülék (WIreLess Movement Analyzer) és MousePen digitalizáló tábla használata kéz- és karmozgások vizsgálatára.

Kézremegés mérése. Ujjdoboló mozgásról felvétel készítése, a mozgás szabályosságának és gyorsaságának jellemzése.

Különböző geometriai alakzatok rajzolása közben készített felvételek kiértékelése.

 

Tipikus feladatok fiziológiai eredetű jelek feldolgozása során:

EKG: QRS detektálás, alapvonal vándorlás szűrése, P, T hullám felismerése. Az egyes periódusok hasonlósága. Jellemző ciklus előállítása, az ettől való eltérés jellemzése. Az EKG frekvencia spektrumának változása nyugalmi állapotban, illetve fizikai igénybevételt követően.

A szív R csúcshoz tartozó elektromos tengelyének meghatározása. Az elektromos tengely állandóságának jellemzése.

PPG: pulzushullám felfutási meredekség meghatározása, a felfutó szakasz kezdetének detektálása.

HRV kiértékelése a frekvenciatartományban, illetve a Poincaré diagram alapján. Külső hatásra bekövetkező változás késése.

A felvételek kiértékelése MATLAB környezetben történik.

Tipikus feladatok mozgásanalízis során készített felvételek kiértékelésére:

Kézremegés mérése és jellemzése.

Ujjdoboló mozgás mérése és jellemzése.

Mutató mozgás mérése és jellemzése.

 

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A félév első 7 hetében előadás, a 8. héten az Orvostechnika laboratóriumban a hallgatókról fiziológiai eredetű jelek rögzítése, a 9. – 14. héten számítógépes gyakorlat, feladatkonzultáció.
10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: házi feladat elkészítése. A vizsgára bocsáthatóság feltétele a házi feladat elfogadása.

           b. A vizsga szóbeli.

A pótlási héten van lehetőség elővizsgát tenni.

11. Pótlási lehetőségek A házi feladatot a szorgalmi időszakban be kell adni. Ennek pótlására a vizsgaidőszakban nincs lehetőség.
12. Konzultációs lehetőségek A gyakorlati foglalkozásokon lehetőség van konzultációra.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Jobbágy: Orvosbiológiai méréstechnika I. és II. (segédanyag)
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra56
Félévközi készülés órákra 
Felkészülés zárthelyire 
Házi feladat elkészítése30
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
Vizsgafelkészülés 34
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Jobbágy Ákos

egyetemi tanár

MIT

Dr. Pataki Béla

docens

MIT