CORSO DICORSO DIINGEGNERIA CLINICA INGEGNERIA CLINICA

C.d.L. INGEGNERIA MECCANICAC.d.L. INGEGNERIA MECCANICAA.A. 2006/07A.A. 2006/07

DOTT.DOTT. CLAUDIA MANFREDICLAUDIA MANFREDI

Facoltà di IngegneriaFacoltà di IngegneriaDipartimento di Elettronica e TelecomunicazioniDipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni

Via S. Marta, 3Via S. Marta, 3manfredi@det.unifi.itmanfredi@det.unifi.it

Ricevimento studenti: Ricevimento studenti: martedì e venerdì ore 9martedì e venerdì ore 9 --1111N.BN.B.: dal 23/04/07 al 22/06/07: giovedì e venerdì ore 9.: dal 23/04/07 al 22/06/07: giovedì e venerdì ore 9--1111

L’INGEGNERIA BIOMEDICA L’INGEGNERIA BIOMEDICA (BIOINGEGNERIA)(BIOINGEGNERIA)

L' Ingegneria L' Ingegneria biomedicabiomedica è una branca dell’ ingegneria che utilizza le metod ologie e è una branca dell’ ingegneria che utilizza le metod ologie e le tecnologie proprie dell’ingegneria al fine di co mprendere, fole tecnologie proprie dell’ingegneria al fine di co mprendere, fo rmalizzare e rmalizzare e risolvere problematiche di interesse risolvere problematiche di interesse medicomedico --biologicobiologico mediante una stretta mediante una stretta collaborazione degli specialisti dei vari settori c oinvolti.collaborazione degli specialisti dei vari settori c oinvolti.

Per poter svolgere il proprio lavoro l‘ingegnere bi omedico deve,Per poter svolgere il proprio lavoro l‘ingegnere bi omedico deve, non soltanto non soltanto conoscere i metodi e gli strumenti dell'ingegneria classica, ma conoscere i metodi e gli strumenti dell'ingegneria classica, ma anche le anche le problematiche nei campi della medicina e della biol ogia.problematiche nei campi della medicina e della biol ogia.

L'ingegnere biomedico deve infatti fornire la propr ia collaborazL'ingegnere biomedico deve infatti fornire la propr ia collaboraz ione a partire dalla ione a partire dalla fase di studio del problema medicofase di studio del problema medico --biologico, in modo da poter avere una visione biologico, in modo da poter avere una visione globale completa e non solo presentata a posteriori da medici o globale completa e non solo presentata a posteriori da medici o biologi.biologi.

Per questo motivo la preparazione dell'ingegnere bi omedico deve Per questo motivo la preparazione dell'ingegnere bi omedico deve necessariamente necessariamente comprendere conoscenze di: anatomia, biologia, fisi ologia, patolcomprendere conoscenze di: anatomia, biologia, fisi ologia, patol ogia, oltre ogia, oltre ovviamente alle conoscenze ingegneristiche di base come matematiovviamente alle conoscenze ingegneristiche di base come matemati ca, fisica, ca, fisica, meccanica, chimica, energetica, elettronica, inform atica e gestimeccanica, chimica, energetica, elettronica, inform atica e gesti onale. onale.

METODOLOGIE E TECNOLOGIEMETODOLOGIE E TECNOLOGIE

Le Le metodologiemetodologie di base della Bioingegneria riguardano:di base della Bioingegneria riguardano:–– la modellistica dei sistemi fisiologici;la modellistica dei sistemi fisiologici;–– la descrizione dei fenomeni elettrici e/o magnetici ;la descrizione dei fenomeni elettrici e/o magnetici ;–– l’elaborazione di dati, segnali e immagini;l’elaborazione di dati, segnali e immagini;–– strumenti per lo studio e la progettazione di dispo sitivi ed impstrumenti per lo studio e la progettazione di dispo sitivi ed imp ianti medicali, di ianti medicali, di

materiali naturali e artificiali, di tessuti, appar ati ed organimateriali naturali e artificiali, di tessuti, appar ati ed organi smi;smi;–– metodi di analisi del legame strutturametodi di analisi del legame struttura --proprietà caratteristico dei biomateriali proprietà caratteristico dei biomateriali

e delle strutture biomeccaniche.e delle strutture biomeccaniche.

Le Le tecnologietecnologie includono:includono:–– la strumentazione la strumentazione biomedicabiomedica e e biotecnologicabiotecnologica (dai componenti elementari ai (dai componenti elementari ai

più complessi sistemi ospedalieri);più complessi sistemi ospedalieri);–– le protesi, i robot per applicazioni le protesi, i robot per applicazioni biomedichebiomediche , i sistemi intelligenti artificiali;, i sistemi intelligenti artificiali;–– i sistemi per la gestione e l’organizzazione sanita ria;i sistemi per la gestione e l’organizzazione sanita ria;–– i sistemi informativi;i sistemi informativi;–– l’informatica medica;l’informatica medica;–– la telemedicina.la telemedicina.

SETTORI DI APPLICAZIONESETTORI DI APPLICAZIONE

L'ingegnere L'ingegnere biomedicobiomedico lavora in differenti settori dell'ingegneria, dallo lavora in differenti settori dell'ingegneria, dallo sviluppo, alla progettazione, alla organizzazione.sviluppo, alla progettazione, alla organizzazione.SviluppoSviluppo

–– metodi di analisi per sistemi biologici molto compl essi, per potmetodi di analisi per sistemi biologici molto compl essi, per pot erli erli semplificare utilizzando modelli artificiali semplificare utilizzando modelli artificiali

–– metodi di analisi e acquisizione di segnali che pro vengono dai metodi di analisi e acquisizione di segnali che pro vengono dai sistemi biologici, per poterli codificare con una s trumentazionesistemi biologici, per poterli codificare con una s trumentazioneadatta. adatta.

–– si occupa anche della sicurezza relativa ai disposi tivi medici esi occupa anche della sicurezza relativa ai disposi tivi medici equindi dovrebbe conoscere le normative vigenti quindi dovrebbe conoscere le normative vigenti

ProgettazioneProgettazione–– appararecchiatureappararecchiature elettromedicali per la diagnosi, la terapia e la elettromedicali per la diagnosi, la terapia e la

riabilitazioneriabilitazione–– organi artificiali e protesiorgani artificiali e protesi–– sistemi informativi dedicati alla sistemi informativi dedicati alla sanitàesanitàe alla telemedicina alla telemedicina

OrganizzazioneOrganizzazione–– uso e la manutenzione della strumentazione uso e la manutenzione della strumentazione biomedicabiomedica–– reparti e cliniche delle aziende ospedaliere reparti e cliniche delle aziende ospedaliere

MERCATO DELLA MERCATO DELLA BIOINGEGNERIABIOINGEGNERIA

La Bioingegneria è riconosciuta universalmente come una discipliLa Bioingegneria è riconosciuta universalmente come una discipli na emergente na emergente volta a generare una migliore comprensione dei feno meni biologicvolta a generare una migliore comprensione dei feno meni biologic i ed a produrre i ed a produrre tecnologie per la salute con beneficio per la socie tà (definiziotecnologie per la salute con beneficio per la socie tà (definizio ne MIT, USA, 1999).ne MIT, USA, 1999).

Gli studi di mercato nel settore Gli studi di mercato nel settore biomedicalebiomedicale indicano, in tutti i paesi avanzati, una indicano, in tutti i paesi avanzati, una crescita di tutto il comparto.crescita di tutto il comparto.

Lo stato attuale del mercato mondiale di prodotti m edicali vede Lo stato attuale del mercato mondiale di prodotti m edicali vede l'Europa come l'Europa come secondo mercato (26%) in termini di fatturato dopo gli Stati Unisecondo mercato (26%) in termini di fatturato dopo gli Stati Uni ti (41%) con il ti (41%) con il Giappone al terzo posto (18%).Giappone al terzo posto (18%).In Europa, la Germania è il paese leader, con una q uota di mercaIn Europa, la Germania è il paese leader, con una q uota di merca to del 34%, to del 34%, seguita dalla Francia con il 17%, dall'Italia con i l 12%, dal Reseguita dalla Francia con il 17%, dall'Italia con i l 12%, dal Re gno Unito con il 9% e gno Unito con il 9% e dalla Spagna con il 7% (tutti gli altri paesi europ ei insieme radalla Spagna con il 7% (tutti gli altri paesi europ ei insieme ra ppresentano il 21%).ppresentano il 21%).

Negli Stati Uniti e in Europa, il settore delle tec nologie per lNegli Stati Uniti e in Europa, il settore delle tec nologie per l a salute rappresenta a salute rappresenta uno dei campi di maggior sviluppo per le imprese uno dei campi di maggior sviluppo per le imprese spinspin --offoff e starte start --up.up.

AMBITI DI LAVOROAMBITI DI LAVOROSTRUMENTAZIONE BIOMEDICASTRUMENTAZIONE BIOMEDICA

Progettazione, sviluppo, realizzazione e test di di spositivi mecProgettazione, sviluppo, realizzazione e test di di spositivi mec canici e/o elettronici da applicare in canici e/o elettronici da applicare in ambito clinico, o come ausilio all'attività di rice rca nelle sciambito clinico, o come ausilio all'attività di rice rca nelle sci enze biologiche e fisiologiche.enze biologiche e fisiologiche.

La strumentazione La strumentazione biomedicabiomedica può essere suddivisa in vari settori a seconda dell a modalità dpuò essere suddivisa in vari settori a seconda dell a modalità d i i classificazione scelta, ossia in base allo scopo cl inico, al camclassificazione scelta, ossia in base allo scopo cl inico, al cam po di applicazione, alla zona po di applicazione, alla zona dell'organismo interessata, al tipo di analisi effe ttuata o alladell'organismo interessata, al tipo di analisi effe ttuata o alla fonte di energia utilizzata.fonte di energia utilizzata.In riferimento alla prima modalità citata, l'ambito clinico, la In riferimento alla prima modalità citata, l'ambito clinico, la strumentazione può essere:strumentazione può essere:

–– diagnostica diagnostica –– terapeutica terapeutica –– riabilitativariabilitativa

Sebbene non esista una distinzione netta fra i tre campi, è oppoSebbene non esista una distinzione netta fra i tre campi, è oppo rtuno operare tale suddivisione rtuno operare tale suddivisione per un'analisi più sistematica dell'argomento e per ché si trattaper un'analisi più sistematica dell'argomento e per ché si tratta di una distinzione centrata sulla di una distinzione centrata sulla figura del paziente e sulle sue esigenze.figura del paziente e sulle sue esigenze.

Strumentazione diagnosticaStrumentazione diagnosticaApparecchiature utilizzate in medicina nucleare e r adiologia cheApparecchiature utilizzate in medicina nucleare e r adiologia che sfruttano tecniche di sfruttano tecniche di imagingimaging a a scopo diagnostico.scopo diagnostico.Esempi: la radiografia a raggi X, la tomografia com puterizzata (Esempi: la radiografia a raggi X, la tomografia com puterizzata ( TC), l’TC), l’ imagingimaging a risonanza a risonanza magnetica (MRI), la tomografia ad emissione di posi troni (PET), magnetica (MRI), la tomografia ad emissione di posi troni (PET), la tomografia computerizzata ad la tomografia computerizzata ad emissione di singolo fotone (SPECT), gli ultrasuoni ecc...emissione di singolo fotone (SPECT), gli ultrasuoni ecc...

AMBITI DI LAVORO (AMBITI DI LAVORO ( contcont .).)Strumentazione terapeuticaStrumentazione terapeutica

In questa sezione si includono tutti quei dispositi vi, elettriciIn questa sezione si includono tutti quei dispositi vi, elettrici o meccanici, di supporto all'attività o meccanici, di supporto all'attività terapeutica del paziente o che costituiscono l'inte rvento princiterapeutica del paziente o che costituiscono l'inte rvento princi pale della terapia stessa.pale della terapia stessa.Esempi: il pacemaker, le valvole cardiache artific iali, i defibEsempi: il pacemaker, le valvole cardiache artific iali, i defib rillatori, il rillatori, il dialikzzatoredialikzzatore , il cuore , il cuore artificiale, la macchina artificiale, la macchina cuorecuore --plomoneplomone per per corcolazionecorcolazione extracorporea, i extracorporea, i neurostimolatorineurostimolatori , gli , gli apparecchi acustici e molti altri ancora. apparecchi acustici e molti altri ancora. Si tratta di dispositivi molto delicati da tenere s otto costanteSi tratta di dispositivi molto delicati da tenere s otto costante controllo in quanto, a differenza della controllo in quanto, a differenza della categoria precedente, spesso si ha a che fare con e nergie molto categoria precedente, spesso si ha a che fare con e nergie molto superiori a quelle utilizzate in superiori a quelle utilizzate in campo diagnostico e che entrano in diretto contatto col pazientecampo diagnostico e che entrano in diretto contatto col paziente , interagendo direttamente con , interagendo direttamente con esso o modificandone alcuni parametri fisiologici e /o fisici.esso o modificandone alcuni parametri fisiologici e /o fisici.In fase di progettazione si deve pertanto prevedere una possibilIn fase di progettazione si deve pertanto prevedere una possibil e diagnostica il meno possibile e diagnostica il meno possibile invasiva delle condizioni dell'apparecchio, per pot erne programminvasiva delle condizioni dell'apparecchio, per pot erne programm are con sufficiente anticipo e are con sufficiente anticipo e rischi minimi la sostituzione o la riparazione.rischi minimi la sostituzione o la riparazione.

Strumentazione riabilitativaStrumentazione riabilitativaSi tratta spesso di macchine che tentano di modific are un parameSi tratta spesso di macchine che tentano di modific are un parame tro fisiologico, fisico o tro fisiologico, fisico o meccanico del paziente al fine di farne recuperare il normale e meccanico del paziente al fine di farne recuperare il normale e autonomo funzionamento.autonomo funzionamento.Si tratta quindi per lo più di soluzioni temporanee che non miraSi tratta quindi per lo più di soluzioni temporanee che non mira no semplicemente a fornire un no semplicemente a fornire un supporto terapeutico, ma hanno uno scopo più ambizi oso.supporto terapeutico, ma hanno uno scopo più ambizi oso.Bisogna comunque sottolineare che spesso questi dis positivi, comBisogna comunque sottolineare che spesso questi dis positivi, com e nel caso delle protesi, pur e nel caso delle protesi, pur cercando di integrarsi pienamente nei processi meta bolici e mecccercando di integrarsi pienamente nei processi meta bolici e mecc anici, possono talora rimanere anici, possono talora rimanere in modo permanente nel corpo dell'ospite, o possono altre volte in modo permanente nel corpo dell'ospite, o possono altre volte essere riassorbiti dall'organismo.essere riassorbiti dall'organismo.Esempi: le protesi, gli organi artificiali, le macc hine pneumatiEsempi: le protesi, gli organi artificiali, le macc hine pneumati che per il recupero postche per il recupero post --traumatico, traumatico, e altri ancora.e altri ancora.

AMBITI DI LAVORO (AMBITI DI LAVORO ( contcont .).)

Informatica Informatica biomedicabiomedica

Il primo campo di applicazione è quello della Il primo campo di applicazione è quello della gestione informatizzata dei dati gestione informatizzata dei dati sanitarisanitari (cartella clinica elettronica), con particolare att enzione alle(cartella clinica elettronica), con particolare att enzione alleproblematiche di tipo legale insite nella manipolaz ione di dati problematiche di tipo legale insite nella manipolaz ione di dati sensibili.sensibili.

Inoltre l'informatica Inoltre l'informatica biomedicabiomedica affronta il problema della affronta il problema della trasmissione ed trasmissione ed indicizzazione delle immaginiindicizzazione delle immagini ottenute da dispositivi digitali di acquisizione ottenute da dispositivi digitali di acquisizione (TAC, MRI, ecc).(TAC, MRI, ecc).Il problema riguarda sia la trasmissione di immagin i per applicaIl problema riguarda sia la trasmissione di immagin i per applica zioni di zioni di telemedicina sia l'immagazzinamento dei dati in app ositi server telemedicina sia l'immagazzinamento dei dati in app ositi server digitali (PACS). digitali (PACS). Di fondamentale importanza in questo campo è l'uso del protocollDi fondamentale importanza in questo campo è l'uso del protocoll o DICOM per o DICOM per la codifica delle immagini mediche digitali.la codifica delle immagini mediche digitali.

Infine, l'informatica biomedica affronta il problem a Infine, l'informatica biomedica affronta il problem a delldell ‘‘ elaborazione dei segnali elaborazione dei segnali e delle immaginie delle immagini , spaziando dalle problematiche di analisi quantita tiva per , spaziando dalle problematiche di analisi quantita tiva per l'estrazione automatica o semil'estrazione automatica o semi --automatica di indici diagnostici a quelle di automatica di indici diagnostici a quelle di visualizzazione tridimensionale .visualizzazione tridimensionale .

PACS, RIS, SISPACS, RIS, SISPACSPACS è l'acronimo anglosassone di Picture è l'acronimo anglosassone di Picture ArchivingArchiving and and CommunicationCommunication System System (Sistema di archiviazione e trasmissione di immagin i). Consiste (Sistema di archiviazione e trasmissione di immagin i). Consiste in un sistema in un sistema computerizzato per l'archiviazione digitale delle i mmagini computerizzato per l'archiviazione digitale delle i mmagini radiologicheeradiologichee la loro la loro trasmissione e visualizzazione su trasmissione e visualizzazione su workstationworkstation dedicate, collegate mediante rete dedicate, collegate mediante rete informatica.informatica.

Il PACS si integra con il sistema informatico radio logico o Il PACS si integra con il sistema informatico radio logico o RISRIS ((RadiologyRadiologyInformationInformation SystemSystem) per l'immissione dei dati del paziente nel sistem a informatico) per l'immissione dei dati del paziente nel sistem a informatico ..Le immagini quando vengono elaborate sono memorizza te in un archLe immagini quando vengono elaborate sono memorizza te in un arch ivio onivio on --line line molto veloce.molto veloce.La memorizzazione dei dati in un archivio intermedi o è richiestaLa memorizzazione dei dati in un archivio intermedi o è richiesta per legge per un per legge per un periodo di 1 o 2 anni.periodo di 1 o 2 anni.Infine i dati vengono memorizzati in archivi più ec onomici di luInfine i dati vengono memorizzati in archivi più ec onomici di lu ngo termine, ngo termine, solitamente su supporti CDsolitamente su supporti CD --ROM, i quali vengono conservati per il successivo ROM, i quali vengono conservati per il successivo riutilizzo qualora se ne renda necessaria la visual izzazione.riutilizzo qualora se ne renda necessaria la visual izzazione.

È necessario che il RIS si interfacci con il sistem a informativoÈ necessario che il RIS si interfacci con il sistem a informativo ospedaliero ospedaliero HISHIS(Hospital (Hospital InformationInformation System) così da avere un unico codice identificativ o ID che System) così da avere un unico codice identificativ o ID che accompagni per sempre il medesimo paziente in qualu nque iter diaaccompagni per sempre il medesimo paziente in qualu nque iter dia gnostico gnostico successivo alla originaria registrazione su HIS.successivo alla originaria registrazione su HIS.

BIOMECCANICABIOMECCANICA

L'ambito della L'ambito della biomeccanicabiomeccanica è a sua volta un settore applicativo e di è a sua volta un settore applicativo e di ricerca molto vasto, che richiede competenze specif iche,oltre chricerca molto vasto, che richiede competenze specif iche,oltre ch e di e di meccanica e fisica, anche di chimica, biochimica, i stologia, biomeccanica e fisica, anche di chimica, biochimica, i stologia, bio logia logia molecolare e fisiologia.molecolare e fisiologia.

Sotto questa categoria si può racchiudere anche il campo Sotto questa categoria si può racchiudere anche il campo delldell ‘ ‘ ingegneria ingegneria tissutaletissutale , che presenta molti punti di contatto con la , che presenta molti punti di contatto con la biomeccanicabiomeccanica , anche se richiede conoscenze specifiche di , anche se richiede conoscenze specifiche di trattamento dei tessuti e di chimica delle superfic i.trattamento dei tessuti e di chimica delle superfic i.

RUOLO DELL’INGEGNERIA RUOLO DELL’INGEGNERIA CLINICACLINICA

L'Ingegneria Clinica L'Ingegneria Clinica èè la gestione sicura ed efficace delle la gestione sicura ed efficace delle tecnologie e delle applicazioni dell'ingegneria medi ca e biologitecnologie e delle applicazioni dell'ingegneria medi ca e biologi ca ca nell'ambiente clinico, per la promozione e lo svilupp o della curnell'ambiente clinico, per la promozione e lo svilupp o della cur a a della salute.della salute.

L'ingegnere clinico L'ingegnere clinico èè un professionista che sostiene e promuove un professionista che sostiene e promuove la cura dei pazienti attraverso l'applicazione di comp etenze la cura dei pazienti attraverso l'applicazione di comp etenze tecnologiche e manageriali alla cura sanitaria.tecnologiche e manageriali alla cura sanitaria.

L'aspetto innovativo di questa professionalitL'aspetto innovativo di questa professionalit àà emergente risiede emergente risiede nella capacitnella capacit àà di coniugare competenze tecnicodi coniugare competenze tecnico --specialistiche di specialistiche di alto livello a competenze sanitarie, per un contribut o alto livello a competenze sanitarie, per un contribut o indispensabile alle attuali esigenze di collaborazio ne con gli indispensabile alle attuali esigenze di collaborazio ne con gli operatori sanitari per la soluzione di problemi clinici e gestiooperatori sanitari per la soluzione di problemi clinici e gestio nali nali nei servizi socionei servizi socio --sanitari (sia all'interno dei presidi ospedalieri che sanitari (sia all'interno dei presidi ospedalieri che nelle strutture distribuite di cura e assistenza domic iliare).nelle strutture distribuite di cura e assistenza domic iliare).

INGEGNERIA CLINICA (INGEGNERIA CLINICA ( contcont .).)I servizi di Ingegneria clinica garantiscono, all’i nterno delle I servizi di Ingegneria clinica garantiscono, all’i nterno delle strutture sanitarie e strutture sanitarie e ospedaliere, l’utilizzo sicuro, appropriato ed econ omico delle aospedaliere, l’utilizzo sicuro, appropriato ed econ omico delle a pparecchiature pparecchiature biomedichebiomediche . . Avvalendosi della professionalità di ingegneri e te cnici Avvalendosi della professionalità di ingegneri e te cnici biomedicibiomedici altamente altamente qualificati e costantemente aggiornati, un efficace servizio di qualificati e costantemente aggiornati, un efficace servizio di Ingegneria clinica è in Ingegneria clinica è in grado di:grado di:

–– fornire consulenza sugli acquisti e contribuire a d efinire i piafornire consulenza sugli acquisti e contribuire a d efinire i pia ni di rinnovo del ni di rinnovo del parco tecnologico; parco tecnologico;

–– effettuare i collaudi di accettazione; effettuare i collaudi di accettazione; –– realizzare l’inventario tecnico ed economico; realizzare l’inventario tecnico ed economico; –– effettuare gli interventi di manutenzione preventiv a e correttiveffettuare gli interventi di manutenzione preventiv a e correttiv a; a; –– coordinare le residue attivita’ tecniche svolte dal le ditte prodcoordinare le residue attivita’ tecniche svolte dal le ditte prod uttrici in caso di uttrici in caso di

intervento del servizio di assistenza esterno; intervento del servizio di assistenza esterno; –– svolgere periodicamente le verifiche di sicurezza e d i controllisvolgere periodicamente le verifiche di sicurezza e d i controlli di qualità ; di qualità ; –– installare e mantenere programmi di gestione inform atizzata dei installare e mantenere programmi di gestione inform atizzata dei servizi servizi

erogati; erogati; –– organizzare e gestire le opportune attività di form azione in ordorganizzare e gestire le opportune attività di form azione in ord ine alle ine alle

apparecchiature apparecchiature biomedichebiomediche e ai connessi adempimenti legislativi nei e ai connessi adempimenti legislativi nei confronti dei medici, del personale paramedico e de i tecnici; confronti dei medici, del personale paramedico e de i tecnici;

–– ottimizzare il ottimizzare il riskrisk management; management; –– interfacciare le apparecchiature interfacciare le apparecchiature biomedichebiomediche con i sistemi informativi con i sistemi informativi

ospedalieri e territoriali.ospedalieri e territoriali.

INGEGNERIA CLINICA (INGEGNERIA CLINICA ( contcont .).)La crescente richiesta di servizi legati alla salut e e l’evoluziLa crescente richiesta di servizi legati alla salut e e l’evoluzi one one tecnologica comportano una crescita del mercato dei dispositivi tecnologica comportano una crescita del mercato dei dispositivi medici e medici e delle apparecchiature delle apparecchiature biomedichebiomediche e, di conseguenza, un incremento delle e, di conseguenza, un incremento delle risorse dedicate ai servizi di Ingegneria clinica. risorse dedicate ai servizi di Ingegneria clinica.

I servizi dell’ingegneria clinica forniscono la ris posta più appI servizi dell’ingegneria clinica forniscono la ris posta più app ropriata ropriata all’esigenza di contenere i costi di manutenzione d elle appareccall’esigenza di contenere i costi di manutenzione d elle apparecc hiature hiature biomedichebiomediche nonché di aumentare la qualità dei servizi erogati. nonché di aumentare la qualità dei servizi erogati.

Il mercato della manutenzione delle apparecchiature Il mercato della manutenzione delle apparecchiature biomedichebiomediche può può essere stimato in circa 400 milioni di euro ed è co stante aumentessere stimato in circa 400 milioni di euro ed è co stante aument o; o; all’interno di esso i servizi di Ingegneria clinica presentano uall’interno di esso i servizi di Ingegneria clinica presentano u n trend di n trend di crescita del 17% annuo in Europa (assai maggiore in Italia).crescita del 17% annuo in Europa (assai maggiore in Italia).

Questa evoluzione ha consentito di ridurre in modo significativoQuesta evoluzione ha consentito di ridurre in modo significativol’incidenza reale di questa importante voce di cost o.l’incidenza reale di questa importante voce di cost o.

Flusso delle informazioni in un Ospedale

Informazioni di interesse medico: dati, segnali, immagini.Informazioni di interesse medico: dati, segnali, immagini.

STRUTTURA E OBBIETTIVI DEL STRUTTURA E OBBIETTIVI DEL CORSOCORSO

Il corso è strutturato in 2 parti, di 3 crediti cia scuna (Il corso è strutturato in 2 parti, di 3 crediti cia scuna ( codocenzacodocenza Claudia Manfredi e Claudia Manfredi e Maurizio Baroni, Dipartimento di Elettronica e Tele comunicazioniMaurizio Baroni, Dipartimento di Elettronica e Tele comunicazioni ).).

Il corso si propone di: Il corso si propone di:

Approfondire alcuni aspetti sia teorici che pratici dell'ingegnApprofondire alcuni aspetti sia teorici che pratici dell'ingegn eria biomedica, nella eria biomedica, nella quale bisogna saper identificare, formulare e risol vere, anche iquale bisogna saper identificare, formulare e risol vere, anche i n modo innovativo, n modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio in terdisciplinaproblemi complessi o che richiedono un approccio in terdisciplina re.re.

Verranno quindi fornite nozioni relativamente al tr attamento di Verranno quindi fornite nozioni relativamente al tr attamento di informazioni di informazioni di interesse medico, cioè dati, segnali ed immagini in ambito interesse medico, cioè dati, segnali ed immagini in ambito biomedicobiomedico , con richiami , con richiami sui concetti di base, sviluppo di tecniche di anali si, ed esempisui concetti di base, sviluppo di tecniche di anali si, ed esempi applicativi.applicativi.

MODULO 3 CREDITI (30h) MODULO 3 CREDITI (30h) Claudia ManfrediClaudia Manfredi

IIaa PARTE: PARTE: Analisi dei segnali Analisi dei segnali biomedicibiomedici (2 crediti).(2 crediti).IIIIaa PARTE: PARTE: Analisi di immagini Analisi di immagini –– ultrasuoni e risonanza magneticaultrasuoni e risonanza magnetica (1 (1

credito).credito).

Lezioni: Lezioni: lunedì ore 14lunedì ore 14 --17, mercoledì ore 1417, mercoledì ore 14 --16, venerdì ore 1416, venerdì ore 14 --16 (in 16 (in codocenzacodocenza con Maurizio Baroni) .con Maurizio Baroni) .

Modalità di esame:Modalità di esame:•• Orale, su tutto il programma.Orale, su tutto il programma.•• Tesina applicativa (anche di gruppo). La tesina avr à come tema Tesina applicativa (anche di gruppo). La tesina avr à come tema

l’applicazione delle metodiche di analisi di segnal i ed immaginil’applicazione delle metodiche di analisi di segnal i ed immaginiillustrate durante il Corso a problemi pratici tra tti dai temi illustrate durante il Corso a problemi pratici tra tti dai temi di di ricerca attualmente in sviluppo (che verranno breve mente descritricerca attualmente in sviluppo (che verranno breve mente descrit ti ti nella 2nella 2 aa parte del corso), prevalentemente in ambiente di parte del corso), prevalentemente in ambiente di programmazione programmazione MatlabMatlab o C++.o C++.

PROGRAMMAPROGRAMMA

IntroduzioneIntroduzioneNatura dei segnali biomedici (deterministici, stoca stici, frattaNatura dei segnali biomedici (deterministici, stoca stici, fratta li e caotici)li e caotici)Modelli a TempoModelli a Tempo --Continuo (CT) e a TempoContinuo (CT) e a Tempo --Discreto (DT) di sistemi dinamiciDiscreto (DT) di sistemi dinamiciSegnali e sistemi dinamici: proprietàSegnali e sistemi dinamici: proprietàEnergia e potenza dei segnali. Energia e potenza dei segnali. Autocorrelazione e autocovarianzaAutocorrelazione e autocovarianzaAnalisi dei segnali biomedici (dominio del tempo e della frequenAnalisi dei segnali biomedici (dominio del tempo e della frequen za).za).

Modelli di sistemi dinamici Modelli di sistemi dinamici tempotempo --invariantiinvariantiModelli lineariModelli lineariModelli di stato e modelli ingressoModelli di stato e modelli ingresso --uscita uscita Strutture di modelli dinamiciStrutture di modelli dinamiciLa procedura dell’identificazione: elementi base e fasi del procLa procedura dell’identificazione: elementi base e fasi del proc edimentoedimento

Analisi dei datiAnalisi dei datiScelta del modelloScelta del modelloScelta del criterio di stimaScelta del criterio di stimaCalcolo dei parametri del modelloCalcolo dei parametri del modelloVerifica della bontà del modelloVerifica della bontà del modello

PROGRAMMA (CONT.)PROGRAMMA (CONT.)Metodi di stima parametricaMetodi di stima parametricaPrincipi di basePrincipi di baseMetodi di stima “a blocchi”:Metodi di stima “a blocchi”:

Regressione lineareRegressione lineareMinimi QuadratiMinimi QuadratiFiltro di Filtro di KalmanKalman

Metodi di stima ricorsivi:Metodi di stima ricorsivi:Minimi QuadratiMinimi Quadrati

Stima spettrale parametricaStima spettrale parametricaConfronto fra stima spettrale parametrica e nonConfronto fra stima spettrale parametrica e non --parametricaparametrica

Identificazione di sistemi dinamici: aspetti pratic iIdentificazione di sistemi dinamici: aspetti pratic iStazionarietà ed Stazionarietà ed ergodicitàergodicitàCampionamento e Campionamento e quantizzazionequantizzazioneScelta della frequenza di campionamentoScelta della frequenza di campionamentoPrePre--trattamentotrattamento dei datidei datiScelta del modelloScelta del modelloSceltaScelta dell’ordine “ottimo” per il modellodell’ordine “ottimo” per il modello

PROGRAMMA (CONT.)PROGRAMMA (CONT.)Introduzione all’ambiente di programmazione Introduzione all’ambiente di programmazione MatlabMatlab

Nozioni di base su variabili, funzioni, graficiNozioni di base su variabili, funzioni, graficiCaso di studio: Analisi del segnale vocale per appl icazioni Caso di studio: Analisi del segnale vocale per appl icazioni biomedichebiomediche ::

•• Modelli (meccanici) di vibrazione delle corde vocal iModelli (meccanici) di vibrazione delle corde vocal i•• Stima dei parametri caratterizzanti l’emissione voc alicaStima dei parametri caratterizzanti l’emissione voc alica•• Esempi applicativi: pianto Esempi applicativi: pianto neonataleneonatale , disfonia, canto, disfonia, canto

Immagini ad ultrasuoniImmagini ad ultrasuoniGeneralitàGeneralitàGenerazione degli ultrasuoniGenerazione degli ultrasuoniPropagazione degli ultrasuoniPropagazione degli ultrasuoniEcografiaEcografiaTecniche di scansione e di visualizzazioneTecniche di scansione e di visualizzazioneLa flussimetria La flussimetria DopplerDoppler

Immagini di risonanza magneticaImmagini di risonanza magneticaPrincipi fisiciPrincipi fisiciSequenze di eccitazioneSequenze di eccitazioneAgenti di contrastoAgenti di contrastoMisure di flusso e tecniche agiograficheMisure di flusso e tecniche agiograficheRisonanza magnetica funzionaleRisonanza magnetica funzionaleComponenti HW in risonanza magneticaComponenti HW in risonanza magnetica

Immagini Immagini -- Caso di studioCaso di studio : immagini : immagini laringoscopichelaringoscopiche e e videochimografichevideochimografiche della vibrazione della vibrazione delle corde vocalidelle corde vocali

•• CARATTERIZZAZIONE dei SISTEMI di IMMAGINECARATTERIZZAZIONE dei SISTEMI di IMMAGINECaratteristiche di osservatore e sistema; immagini fotoniche; caCaratteristiche di osservatore e sistema; immagini fotoniche; ca mpionamento; mpionamento; curve ROC.curve ROC.

•• ELABORAZIONE delle IMMAGINI NUMERICHE: ELABORAZIONE delle IMMAGINI NUMERICHE: Filtraggi a media mobile. Esaltazione del contrasto : istogramma Filtraggi a media mobile. Esaltazione del contrasto : istogramma e sue e sue modificazioni.modificazioni.

•• FORMAZIONE di IMMAGINI MEDICHE: FORMAZIONE di IMMAGINI MEDICHE: Emissione, assorbimento, diffusione, riflessione; i mmagini funziEmissione, assorbimento, diffusione, riflessione; i mmagini funzi onali; onali; applicazioniapplicazioni

•• RADIAZIONI IONIZZANTI: RADIAZIONI IONIZZANTI: Radioisotopi e macchine Radioisotopi e macchine radiogeneradiogene , elementi di radioprotezione., elementi di radioprotezione.

•• IMMAGINI A RAGGI X: IMMAGINI A RAGGI X: Radiografia convenzionale e digitale. Tomografia co mputerizzataRadiografia convenzionale e digitale. Tomografia co mputerizzata

•• IMMAGINI RADIOISOTOPICHE: IMMAGINI RADIOISOTOPICHE: RadiofarmaciRadiofarmaci . . GammaGamma --cameracamera . Tomografia ad emissione: SPECT e PET.. Tomografia ad emissione: SPECT e PET.

•• IMMAGINI OTTICHE: Tomografia a coerenza ottica.IMMAGINI OTTICHE: Tomografia a coerenza ottica.•• ALTRI STRUMENTI PER LE BIOIMMAGINI: ALTRI STRUMENTI PER LE BIOIMMAGINI:

Visualizzazione 3D. Archivi e Telemedicina (VHD, PA CS, DICOM).Visualizzazione 3D. Archivi e Telemedicina (VHD, PA CS, DICOM).•• ESERCITAZIONI SOFTWARE IN LABORATORIOESERCITAZIONI SOFTWARE IN LABORATORIO

MODULO 3 CREDITI (30h) MODULO 3 CREDITI (30h) Maurizio BaroniMaurizio Baroni

MODALITA’ DI ESAMEMODALITA’ DI ESAME

Esame oraleEsame orale su tutto il programma su tutto il programma oppure oppure tesina + 1 argomentotesina + 1 argomento

Struttura tesina:Struttura tesina:Titolo e/o obiettivoTitolo e/o obiettivo

Metodo/iMetodo/iSoftware (listato/i commentati)Software (listato/i commentati)

Risultati ottenutiRisultati ottenutiValutazioni e commentiValutazioni e commenti

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Prossimi appelli: Prossimi appelli:

4 luglio, 19 luglio, 20 settembre 20074 luglio, 19 luglio, 20 settembre 2007

Ore 9.30 aula 205 via Ore 9.30 aula 205 via S.MartaS.Marta 33

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIAE.N.BruceE.N.Bruce , “, “ BiomedicalBiomedical SignalSignal Processing and Processing and SignalSignal ModelingModeling ”, ”, WileyWiley & & SonsSons , , IncInc ., ., Pub., USA, 2001.Pub., USA, 2001.

G.D.Baura, “System Theory and Practical Application s of BiomedicG.D.Baura, “System Theory and Practical Application s of Biomedic al Signals”, al Signals”, Wiley & Wiley & SonsSons , , IncInc ., Pub., IEEE Press, USA, 2002.., Pub., IEEE Press, USA, 2002.

S.CeruttiS.Cerutti , , C.MarchesiC.Marchesi , “Metodi avanzati di elaborazione dei segnali , “Metodi avanzati di elaborazione dei segnali biomedicibiomedici ”, ”, Pitagora Ed., Bologna, Italia, 2005Pitagora Ed., Bologna, Italia, 2005

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G.Valli, G.Coppini, “Bioimmagini”, Patron Ed., Bolo gna, G.Valli, G.Coppini, “Bioimmagini”, Patron Ed., Bolo gna, ItalyItaly , 2002., 2002.

NATURA DEI SEGNALI BIOMEDICINATURA DEI SEGNALI BIOMEDICI

SegnaleSegnale : registrazione di “energia” prodotta da un processo.: registrazione di “energia” prodotta da un processo.

La La dinamicadinamica di ogni fenomeno reale misurabile deriva di ogni fenomeno reale misurabile deriva dall’interazione fra sorgenti di energia e modificatori (dissipadall’interazione fra sorgenti di energia e modificatori (dissipa tori) tori) di energia.di energia.L’analisi de segnali e l’analisi dei sistemi fornisc ono gli struL’analisi de segnali e l’analisi dei sistemi fornisc ono gli stru menti menti per analizzare in modo rigoroso i fenomeni fisici.per analizzare in modo rigoroso i fenomeni fisici.

Finalità:Finalità:–– Misurare i segnali Misurare i segnali biomedicibiomedici–– Manipolare i segnali (filtrare le componenti non desi derate)Manipolare i segnali (filtrare le componenti non desi derate)–– Estrarre informazioni sul segnale (diagnosi)Estrarre informazioni sul segnale (diagnosi)–– Predirne l’evoluzione futura tramite modello adeguato Predirne l’evoluzione futura tramite modello adeguato

(controllo dosaggio farmaci, diagnosi precoce di altera zioni) (controllo dosaggio farmaci, diagnosi precoce di altera zioni)

SEGNALE BIOMEDICOSEGNALE BIOMEDICO•• SegnaleSegnale : Rappresentazione : Rappresentazione monodimensionalemonodimensionale di informazione, in di informazione, in

funzione di una variabile indipendente (funzione di una variabile indipendente ( eses.: tempo)..: tempo).

•• InformazioneInformazione : Valori reali o complessi. E’ spesso una misura di una : Valori reali o complessi. E’ spesso una misura di una qualche forma di energia prodotta dal processo.qualche forma di energia prodotta dal processo.

•• Molti “segnali” Molti “segnali” biomedicibiomedici non sono funzione del tempo, ma di altre non sono funzione del tempo, ma di altre grandezze: ad grandezze: ad eses., nell’elaborazione delle immagini i valori di int ensità ., nell’elaborazione delle immagini i valori di int ensità sono funzione delle coordinate spaziali x e y. I me todi che verrsono funzione delle coordinate spaziali x e y. I me todi che verr anno anno presentati si applicano anche a tali segnali.presentati si applicano anche a tali segnali.

•• Natura dei segnali Natura dei segnali biomedicibiomedici : molti sono elettrici : molti sono elettrici –– ECG ECG (ElettroCardioGramma), EMG (ElettroMioGramma), EEG (ElettroCardioGramma), EMG (ElettroMioGramma), EEG (ElettroEncefaloGramma), ERG (EllettrRetinoGramma), EGG (ElettroEncefaloGramma), ERG (EllettrRetinoGramma), EGG (ElettroGastroGramma) , mediante elettrodi con cui si misura la (ElettroGastroGramma) , mediante elettrodi con cui si misura la differenza di potenziale fra due punti. Altri (es.: meccanici, cdifferenza di potenziale fra due punti. Altri (es.: meccanici, c himici), himici), vengono “trasformati” mediante trasduttori in segna li elettrici.vengono “trasformati” mediante trasduttori in segna li elettrici.

•• I segnali I segnali biomedicibiomedici sono spesso affetti da “sono spesso affetti da “ rumorerumore ” (componente di ” (componente di disturbo), che può essere ridotto con tecniche oppo rtune. Altri disturbo), che può essere ridotto con tecniche oppo rtune. Altri assomigliano a rumore pur non essendo tali (segnaleassomigliano a rumore pur non essendo tali (segnale caoticocaotico ), o avere ), o avere un comportamento “un comportamento “ autosomiglianteautosomigliante ” su scale diverse, ma non ” su scale diverse, ma non predicibilepredicibile ((frattalifrattali ).).

ESEMPIESEMPIVelocità istantanea media del Velocità istantanea media del sangue nell’arteria cerebrale sangue nell’arteria cerebrale umana: umana: shiftshift DopplerDoppler da fascio da fascio ultrasonico.ultrasonico.1s1s

ElettromiogrammaElettromiogramma da coppia di fili da coppia di fili applicati sotto la lingua: applicati sotto la lingua: contrazione e rilassamento.contrazione e rilassamento.

0.2s0.2s

Angolo di rotazione del ginocchio Angolo di rotazione del ginocchio ottenuto da un sensore angolare.ottenuto da un sensore angolare.

Elettrocardiogramma.Elettrocardiogramma. Ogni Ogni battito cardiaco produce una battito cardiaco produce una serie di onde elettriche (P, Q, R, serie di onde elettriche (P, Q, R, S, T).S, T).

Battito cardiaco istantaneo Battito cardiaco istantaneo (battiti/(battiti/ minmin ) per 100 battiti ) per 100 battiti consecutivi.consecutivi.

nn.battiti.battiti

ESEMPIESEMPI

Celle trattate con Celle trattate con colore fluorescente colore fluorescente che lega con che lega con fosfolipidifosfolipidi ..

Asse x: Intensità di Asse x: Intensità di fluorescenza di celle fluorescenza di celle eccitate da fascio eccitate da fascio laser.laser.

Asse y: N. di celle Asse y: N. di celle che mostrano una che mostrano una data intensità.data intensità.

SEGNALI CONTINUI E DISCRETISEGNALI CONTINUI E DISCRETI

CT CT –– Continuous TimeContinuous TimeEsEs.: pressione sanguigna, torsione ad una .: pressione sanguigna, torsione ad una giuntura.giuntura.Sono definiti per ogni istante (di tempo). Spesso Sono definiti per ogni istante (di tempo). Spesso vengono campionati per valori multipli di un vengono campionati per valori multipli di un incremento base.incremento base.

DT DT –– Discrete TimeDiscrete TimeEs.: pressione sanguigna ad ogni battito, valori Es.: pressione sanguigna ad ogni battito, valori di temperatura corporea ogni ora, potenziali di di temperatura corporea ogni ora, potenziali di azione di un neurone ogni secondo, ecc. azione di un neurone ogni secondo, ecc. L’argomento della funzione assume solo valori L’argomento della funzione assume solo valori interi.interi.

ESEMPIOESEMPIORegistrazione dei Registrazione dei potenziali di azione di un potenziali di azione di un neurone nell’intervallo di neurone nell’intervallo di tempo di 10s.tempo di 10s.Il n. di potenziali di Il n. di potenziali di azione al secondo è azione al secondo è calcolato e visualizzato calcolato e visualizzato nei due modi seguenti:nei due modi seguenti:

Segnale CTSegnale CT ottenuto ottenuto mantenendo un valore mantenendo un valore costante (somma costante (somma potenziali di azione) su potenziali di azione) su ogni secondo di tempo.ogni secondo di tempo.

Segnale DTSegnale DT ottenuto ottenuto rappresentando il n. di rappresentando il n. di potenziali di azione potenziali di azione verificatisi nell’ verificatisi nell’ intervallo di 1s intervallo di 1s precedente.precedente.

SEGNALI E SISTEMISEGNALI E SISTEMISistemaSistema : qualsiasi meccanismo attraverso il quale un segna le dipende (o: qualsiasi meccanismo attraverso il quale un segna le dipende (o è è ottenuto) da un altro segnale. Più precisamente, un sistema è unottenuto) da un altro segnale. Più precisamente, un sistema è un qualsiasi qualsiasi dispositivo fisico o insieme di regole che trasform a una variabidispositivo fisico o insieme di regole che trasform a una variabi le le (ingresso) in un’altra (uscita).(ingresso) in un’altra (uscita).Sistemi SISOSistemi SISO (Single Input(Single Input --Single Output): 1 ingresso e 1 uscitaSingle Output): 1 ingresso e 1 uscitaSistemi MIMOSistemi MIMO (Multiple Input(Multiple Input --Multiple Output): più ingressi e più uscite.Multiple Output): più ingressi e più uscite.

I sistemi che non possiedono un ingresso esplicito sono detti “aI sistemi che non possiedono un ingresso esplicito sono detti “a utonomi”, utonomi”, gli altri si dicono “non autonomi”. gli altri si dicono “non autonomi”.

Esempi di sistemi (non autonomi SISO)Esempi di sistemi (non autonomi SISO)

Sistemi I/OSistemi I/O ::AmplificatoreAmplificatore –– IngressoIngresso = segnale elettrico; = segnale elettrico; UscitaUscita = versione scalata = versione scalata dell’ingresso dell’ingresso Trasduttore di pressioneTrasduttore di pressione –– IngressoIngresso = pressione sul sensore; = pressione sul sensore; UscitaUscita = = Tensione elettrica (es.: segnale audio)Tensione elettrica (es.: segnale audio)

Sistemi I/S/O:Sistemi I/S/O:Dinamica del flusso sanguignoDinamica del flusso sanguigno in un vasoin un vaso -- IngressoIngresso = pressione = pressione sanguigna, sanguigna, StatoStato = proprietà meccaniche delle pareti arteriose e del = proprietà meccaniche delle pareti arteriose e del sangue; sangue; UscitaUscita = flusso sanguigno= flusso sanguigno

TIPI DI SEGNALITIPI DI SEGNALI•• DeterministiciDeterministici : valori futuri possono essere predetti con esattez za se : valori futuri possono essere predetti con esattez za se

è disponibile la quantità di informazioni necessari a. è disponibile la quantità di informazioni necessari a. EsEs.: noto 1 ciclo .: noto 1 ciclo di un’onda sinusoidale posso predirne i valori futu ri ad ogni isdi un’onda sinusoidale posso predirne i valori futu ri ad ogni is tantetante

•• Stocastici:Stocastici: non è possibile predirne i valori futuri con esatt ezza, in non è possibile predirne i valori futuri con esatt ezza, in quanto sono presenti componenti aleatorie. Es.: La maggior partequanto sono presenti componenti aleatorie. Es.: La maggior partedelle misure delle misure bioelettrichebioelettriche contengono una componente di “rumore” contengono una componente di “rumore” aleatorio dovuta alle fluttuazioni delle correnti di ioni. Inolaleatorio dovuta alle fluttuazioni delle correnti di ioni. Inol tre, si tre, si classifica come “rumore” la parte di segnale di cui non sappiamoclassifica come “rumore” la parte di segnale di cui non sappiamospiegare il funzionamento.spiegare il funzionamento.

•• Frattali:Frattali: sono caratterizzati da invarianza di scala, cioè so no simili a sono caratterizzati da invarianza di scala, cioè so no simili a se stessi su scale diverse, temporali o spaziali. E s.: parte delse stessi su scale diverse, temporali o spaziali. E s.: parte del ciclo ciclo battitobattito --battito cardiaco, struttura del sistema bronchiale. Le tecniche battito cardiaco, struttura del sistema bronchiale. Le tecniche di identificazione di tali sistemi non sono del tut to affidabilidi identificazione di tali sistemi non sono del tut to affidabili ..

•• Caotici:Caotici: Segnali deterministici ma non esattamente predicibi li, in Segnali deterministici ma non esattamente predicibi li, in quanto dipendenti dalle “condizioni iniziali”. Le t ecniche di anquanto dipendenti dalle “condizioni iniziali”. Le t ecniche di an alisi alisi sono recenti e complesse, data l’inevitabile presen za di componesono recenti e complesse, data l’inevitabile presen za di compone nti nti di rumore che mascherano il segnale. di rumore che mascherano il segnale. EsEs.: EEG, respiro, numerosi .: EEG, respiro, numerosi sistemi sistemi neurofisiologicineurofisiologici , sembrano avere una dinamica caotica., sembrano avere una dinamica caotica.

ES1 MATLAB: ES1 MATLAB: sigtype.msigtype.m

•• SegnaleSegnale deterministicodeterministico : : sommasomma didi 5 5 funzionifunzioni senosenocon con ampiezzaampiezza e e frequenzafrequenzacasualecasuale ..

•• SegnaleSegnale stocasticostocastico : : RumoreRumore biancobianco filtratofiltratoattraversoattraverso ilil filtrofiltro zz22/(z/(z22 --0.6 z 0.6 z -- 0.2).0.2).

•• SegnaleSegnale frattalefrattale : : CreatoCreatocon con ilil metodometodo didi sintesisintesispettralespettrale con 300 con 300 frequenzefrequenze e H = 0.8.e H = 0.8.

•• SegnaleSegnale caoticocaotico : : daldalsistemasistema didi HenonHenon con con parametriparametri ah=1.4, ah=1.4, bhbh =0.3:=0.3:

x(n+1) = 1 x(n+1) = 1 -- ah*x(n)^2 + y(n)ah*x(n)^2 + y(n)y(n+1) = bh*x(n)y(n+1) = bh*x(n)