Кафедра фізичної та біомедичної електроніки

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОНІКИ

КАФЕДРА ФІЗИЧНОЇ ТА БІОМЕДИЧНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ

Н.Г. Іванушкіна, К.О. Іванько, А.О. Попов, Є.С. Карплюк

Біомедичні електронні системи

РОЗДІЛ 1. Біомедичні електронні системи ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ ДІАГНОСТИКИ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

ДЛЯ СТУДЕНТІВ СПЕЦІАЛЬНОСТІ

8.05080102 – ФІЗИЧНА ТА БІОМЕДИЧНА ЕЛЕКТРОНІКА

Рекомендовано

Вченою радою факультету електроніки

НТУУ «КПІ»

КИЇВ – 2015

Біомедичні електронні системи: конспект лекцій з Розділу 1 «Біомедичні електронні системи функціональної діагностики» для студ. спец. 8.05080102 – фізична та біомедична електроніка / Уклад.: Н.Г. Іванушкіна, К.О. Іванько, А.О. Попов, Є.С. Карплюк. – К., 2015. – 134 с.

Гриф надано

Методичною комісією ФЕЛ НТУУ «КПІ»

(протокол № ___ від _____ р.)

Затверджено на засіданні

кафедри фізичної та біомедичної електроніки

(протокол № ___ від ___ р.)

Навчально-методичне видання

БІОМЕДИЧНІ ЕЛЕКТРОННІ СИСТЕМИ

Функціональної діагностики

Конспект лекцій

для студентів спеціальності 8.05080102 – фізична та біомедична електроніка

Укладачі:

Іванушкіна Наталія Георгіївна, кандидат технічних наук, доцент

Іванько Катерина Олегівна, кандидат технічних наук, асистент

Попов Антон Олександрович, кандидат технічних наук, доцент

Карплюк Євгеній Сергійович, кандидат технічних наук, старший викладач

Відповідальний редактор:

В.І. Тимофєєв, доктор технічних наук, професор

Рецензент:

О.В. Борисов, кандидат технічних наук, професор

За редакцією укладачів

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………….4

Лекція 1. Основні поняття про біомедичні електронні системи............................5

Лекція 2. Методичне, технічне та інформаційно-алгоритмічне забезпечення БЕС для реєстрації та обробки біопотенціалів. Електрокардіографія ……………….12

Лекція 3. Методичне, технічне та інформаційно-алгоритмічне забезпечення БЕС для реєстрації та обробки біопотенціалів. Електрокардіографія (продовження)………………...................................................................................30

Лекція 4. Методичне, технічне та інформаційно-алгоритмічне забезпечення БЕС для реєстрації та обробки біопотенціалів. Електроенцефалографія ….....57

Лекція 5. Методичне, технічне та інформаційно-алгоритмічне забезпечення біомедичних електронних систем для реєстрації та обробки даних про тиск крові............................................................................................................................76

Лекція 6. Методичне, технічне та інформаційно-алгоритмічне забезпечення біомедичних електронних систем для реєстрації та обробки даних про тони серця...........................................................................................................................80

Лекція 7. Методичне, технічне та інформаційно-алгоритмічне забезпеченняБЕС для реєстрації та обробки даних про систему зовнішнього дихання..........87

Лекція 8. Методичне, технічне та інформаційно-алгоритмічне забезпечення БЕС для реєстрації та обробки даних про кровоток та об’єм крові....................96

Лекція 9. Основні методи цифрової обробки та аналізу даних у БЕС функціональної діагностики...................................................................................112

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА……………………………………………133

Вступ

Розробка та впровадження в діагностику і лікувальний процес електронного обладнання нового покоління є актуальною задачею для спеціалістів в галузі біомедичної електроніки. Конспект лекцій з дисципліни «Біомедичні електронні системи» (БЕС) призначений для студентів спеціальності 8.05080102 – фізична та біомедична електроніка.

Мета дисципліни «Біомедичні електронні системи» – вивчення принципів організації комп’ютеризованих біомедичних систем, накопичення досвіду їх використання в практичній діяльності та набуття навиків їх проектування, наладки та експлуатації, а також формування цілісного уявлення про сучасні шляхи стандартизації процесів формування та передачі електронних медичних записів, стиснення, архівації та передачі медичних зображень та графіки.

Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти після засвоєння навчальної дисципліни мають продемонструвати такі результати навчання:

знання:

- засади побудови та стандартизації біомедичних систем на основі персональних комп’ютерів;

- математичні методи обробки біомедичної інформації, що використовуються в сучасних інформаційних технологіях;

- сучасні підходи до обробки та аналізу біомедичних сигналів і зображень;

- тенденції розвитку біомедичних комп’ютерних систем та методів стандартизації біомедичної інформації.

уміння:

- обґрунтовано будувати структурні та функціональні схеми біомедичних комп’ютерних систем різних типів;

- обґрунтовано обирати та застосовувати необхідні методи обробки та візуалізації сигналів і зображень у різних форматах, знаходити можливості модифікації та адаптації відомих методів до конкретних задач практичної діяльності;

досвід:

- застосування методів обробки біомедичних сигналів і зображень до сигналів ЕКГ, ЕМГ, ЕЕГ, звукових сигналів, зображень КТ, МРТ, УЗД та ін.

- застосування методів сертифікації виробів біомедичного призначення.

Згідно біофізичних величин, які вимірюються та аналізуються системами, побудовано розділи конспекту лекцій дисципліни «БЕС»: «БЕС функціональної діагностики» та «БЕС інтроскопії», в розділі «Інформаційне забезпечення функціонування та виробництва БЕС» приділена увага сучасним методам обробки сигналів та зображень, а також принципам стандартизації при розробці БЕС.