توضیحاتی در مورد کتاب :
این ویرایش دوم تحلیل عملی سیگنال زیستپزشکی با استفاده از MATLAB®، با پوشش جدیدترین تکنیکهای پیشرفته در پردازش سیگنال زیستپزشکی و ارائه درمان منسجمی از روشها و کاربردهای مختلف پردازش سیگنال، راهنماییهای عملی را نیز ارائه میکند. کدام رویهها برای یک کار مشخص و انواع مختلف دادهها مناسب هستند.
این با توصیف تکنیکهای تجزیه و تحلیل سیگنال آغاز میشود - از جمله جدیدترین و پیشرفتهترین روشها در این زمینه - در یک روش آسان و به روشی قابل دسترس، آنها را با دموهای Live Script نشان می دهد. روال های MATLAB® در صورت موجود بودن فهرست می شوند و نرم افزارهای آزاد در دسترس در صورت لزوم مورد بحث قرار می گیرند. این کتاب با کاوش در کاربردهای روشها در طیف گستردهای از سیگنالهای زیستپزشکی به پایان میرسد و در عین حال مشکلات رایجی را که در عمل با آن مواجه میشوند برجسته میکند.
این فصلها در سراسر بهروزرسانی شدهاند و شامل بخشهای جدیدی در مورد تجزیه و تحلیل کانالهای چندگانه و اقدامات اتصال، تجزیه و تحلیل دامنه فاز، طیفسنجی مادون قرمز عملکردی، سیگنالهای fMRI (BOLD)، دستگاههای پوشیدنی است. ، تجزیه و تحلیل سیگنال چندوجهی و رابط کامپیوتر مغز.
با ارائه یک نمای کلی یکپارچه از این زمینه، این کتاب نحوه ادغام تکنیکهای پردازش سیگنال در کاربردهای زیست پزشکی را به درستی توضیح میدهد و چگونگی جلوگیری از تفسیرهای نادرست و مشکلات را بررسی میکند. این به خوانندگان کمک می کند تا روش مناسب را انتخاب کنند و همچنین روش های خود را طراحی کنند. این یک راهنمای عالی برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی خواهد بود که در رشته مهندسی زیست پزشکی تحصیل می کنند و محققین شاغل در زمینه تجزیه و تحلیل سیگنال های زیست پزشکی هستند.
ویژگی ها:
- بهطور کامل با دستاوردها، فنآوریها و روشهای جدید بهروز شده و با بیش از ۴۰ اسکریپت زنده اصلی Matlab پشتیبانی میشود که تکنیکهای مورد بحث را نشان میدهد، مناسب برای خودآموزی یا به عنوان مکملی برای کالج دوره های آموزشی
- مقایسه ای عملی از مزایا و معایب رویکردهای مختلف در زمینه کاربردهای مختلف ارائه می دهد
- روش ها را در انواع سیگنال ها از جمله الکتریکی، مغناطیسی، صوتی و نوری اعمال می کند
K. J. Blinowska پروفسور ممتاز در دانشگاه ورشو، لهستان است، جایی که او مدیر تحصیلات تکمیلی در فیزیک بیومدیکال و رئیس گروه فیزیک بیومدیکال بود. او در حال حاضر در موسسه بیوسیبرنتیک و مهندسی بیومدیکال آکادمی علوم لهستان مشغول به کار است. او در توسعه روش های جدید سری زمانی پیشرفته برای تحقیقات و کاربردهای بالینی پیشرو بوده است.
J. Żygierewicz استاد دانشگاه ورشو، لهستان است. تحقیقات او بر توسعه روشهایی برای تجزیه و تحلیل سیگنالهای EEG و MEG، رابطهای مغز و رایانه، کاربردهای یادگیری ماشین در پردازش و طبقهبندی سیگنال متمرکز است.
فهرست مطالب :
Cover
Half Title
Series Page
Title Page
Copyright Page
Contents
About the Series
Preface
List of Abbreviations
1. A Short Introduction to MATLAB®
1.1. Introduction
1.2. Where Is Help?
1.3. Vectors and Matrixes
1.4. Matrix Operations
1.4.1. Algebraic Operations
1.4.2. Matrix Indexing
1.4.3. Logical Indexing
1.4.4. Example Exercise
1.5. Conditionals
1.6. Loops
1.7. Scripts and Functions
1.8. Working with Binary Files
1.8.1. Saving to and Loading from Binary Files
1.8.2. Saving and Loading Signals Using .mat Files
1.8.3. Exercises
1.8.3.1. Unknown Data Type
1.8.3.2. Unknown Number of Channels
2. Introductory Concepts
2.1. Stochastic and Deterministic Signals, Concepts of Stationarity
and Ergodicity
2.2. Discrete Signals
2.2.1. The Sampling Theorem
2.2.1.1. Aliasing
2.2.2. Quantization Error
2.3. Linear Time Invariant Systems
2.4. Duality of Time and Frequency Domains
2.4.1. Continuous Periodic Signal
2.4.2. Infinite Continuous Signal
2.4.3. Finite Discrete Signal
2.4.4. Basic Properties of Fourier Transform
2.4.5. Power Spectrum: The Plancherel Theorem and Parseval's Theorem
2.4.6. Z-Transform
2.4.7. Uncertainty Principle
2.5. Hypotheses Testing
2.5.1. The Null and Alternative Hypothesis
2.5.2. Types of Tests
2.5.3. Multiple Comparisons Problem
2.5.3.1. Correcting the Signi cance Level
2.5.3.2. Parametric and Non-Parametric Statistical Maps
2.5.3.3. False Discovery Rate
2.6. Surrogate Data Techniques
3. Single Channel (Univariate) Signal
3.1. Filters
3.1.1. Designing Filters
3.1.2. Changing the Sampling Frequency
3.1.3. Matched Filters
3.1.4. Wiener Filter
3.2. Probabilistic Models
3.2.1. Hidden Markov Model
3.2.2. Kalman Filters
3.3. Stationary Signals
3.3.1. Analytic Tools in the Time Domain
3.3.1.1. Mean Value, Amplitude Distributions
3.3.1.2. Entropy and Information Measure
3.3.1.3. Autocorrelation Function
3.3.2. Analytic Tools in the Frequency Domain
3.3.2.1. Estimators of Spectral Power Density Based
on Fourier Transform
3.3.2.2. Choice of Windowing Function
3.3.2.3. Parametric Models: AR, ARMA
3.4. Non-Stationary Signals
3.4.1 Instantaneous Amplitude and Instantaneous Frequency
3.4.2. Analytic Tools in the Time-Frequency Domain
3.4.2.1. Time-Frequency Energy Distributions
3.4.2.2. Time-Frequency Signal Decompositions
3.4.3. Cross-Frequency Coupling
3.4.3.1. Models of Phase-Amplitude Coupling
3.4.3.2. Evaluation of Phase-Amplitude Coupling
3.5. Non-Linear Methods of Signal Analysis
3.5.1. Lyapunov Exponent
3.5.2. Correlation Dimension
3.5.3. Detrended Fluctuation Analysis
3.5.4. Recurrence Plots
3.5.5. Poincare Map
3.5.6. Approximate, Sample, and Multiscale Entropy
3.5.7. Limitations of Non-Linear Methods
4. Multiple Channels (Multivariate) Signals
4.1. Cross-Estimators: Cross-Correlation, Cross-Spectra, Coherence
4.2. Multivariate Autoregressive Model (MVAR)
4.2.1. Formulation of MVAR Model
4.2.2. MVAR in the Frequency Domain
4.3. Measures of Directedness
4.3.1. Estimators Based on the Phase Difference
4.3.2. Causality Measures
4.3.2.1. Granger Causality
4.3.2.2. Granger Causality Index and Granger-Geweke Causality
4.3.2.3. Directed Transfer Function
4.3.2.4. Partial Directed Coherence
4.3.2.5. Directed Coherence
4.4. Non-Linear Estimators of Dependencies between Signals
4.4.1. Kullback-Leibler Entropy, Mutual Information
4.4.2. Transfer Entropy
4.4.3. Generalized Synchronization and Synchronization Likelihood
4.4.4. Phase Synchronization (Phase Locking Value)
4.4.5. Testing the Reliability of the Estimators of Directedness
4.5. Comparison of the Multichannel Estimators of Coupling between Time Series
4.5.1. Bivariate versus Multivariate Connectivity Estimators
4.5.2. Linear versus Non-Linear Estimators of Connectivity
4.5.3. The Measures of Directedness
4.6. Multivariate Signal Decompositions
4.6.1. Principal Component Analysis (PCA)
4.6.1.1. Definition
4.6.1.2. Computation
4.6.1.3. Possible Applications
4.6.2. Independent Components Analysis (ICA)
4.6.2.1. Definition
4.6.2.2. Estimation of ICA
4.6.2.3. Computation
4.6.2.4. Possible Applications
4.6.3. Common Spatial Patterns
4.6.4. Multivariate Matching Pursuit (MMP)
5. Application to Biomedical Signals
5.1. Brain Signals
5.1.1. Generation of Brain Signals
5.1.2. EEG/MEG Rhythms
5.1.3. EEG Measurement, Electrode Systems
5.1.4. MEG Measurement, Sensor Systems
5.1.5. Elimination of Artifacts
5.1.6. Analysis of Continuous EEG Signals
5.1.6.1. Single Channel Analysis
5.1.6.2. Mapping
5.1.6.3. Connectivity Analysis of Brain Signals
5.1.6.4. In uence of Volume Conduction on Connectivity Measures
5.1.6.5. Graph Theoretical Analysis
5.1.6.6. Sleep EEG Analysis
5.1.6.7. Analysis of EEG in Epilepsy
5.1.6.8. EEG in Monitoring and Anesthesia
5.1.7. Analysis of Epoched EEG Signals
5.1.7.1. Analysis of Phase-Locked Responses
5.1.7.2. In Pursuit of Single Trial Evoked Responses
5.1.7.3. Applications of Cross-Frequency Coupling
5.1.7.4. Analysis of Non-Phase-Locked Responses
5.1.7.5. Analysis of EEG for Applications in Brain-Computer Interfaces
5.1.8. fMRI Derived Time Series
5.1.8.1. Relation between EEG and fMRI
5.1.9. Near-Infrared Spectroscopy Signals
5.2. Heart Signals
5.2.1. Electrocardiogram
5.2.1.1. Measurement Standards
5.2.1.2. Physiological Background and Clinical Applications
5.2.1.3. Processing of ECG
5.2.2. Heart Rate Variability
5.2.2.1. Time-Domain Methods of HRV Analysis
5.2.2.2. Frequency-Domain Methods of HRV Analysis
5.2.2.3. Non-Linear Methods of HRV Analysis
5.2.3. Fetal ECG
5.2.4. Magnetocardiogram and Fetal Magnetocardiogram
5.2.4.1. Magnetocardiogram
5.2.4.2. Fetal MCG
5.2.5. Ballistocardiogram, Seismocardiogram, Photoplethysmogram
5.2.5.1. Wearable Devices
5.3. Electromyogram
5.3.1. Measurement Techniques and Physiological Background
5.3.2. Quantification of EMG Features
5.3.3. Decomposition of Needle EMG
5.3.4. Surface EMG
5.3.4.1. Surface EMG Decomposition
5.4. Acoustic Signals
5.4.1. Phonocardiogram
5.4.2. Otoacoustic Emissions
5.5. Multimodal Analysis of Biomedical Signals
Bibliography
Index
توضیحاتی در مورد کتاب به زبان اصلی :
Covering the latest cutting-edge techniques in biomedical signal processing while presenting a coherent treatment of various signal processing methods and applications, this second edition of Practical Biomedical Signal Analysis Using MATLAB® also offers practical guidance on which procedures are appropriate for a given task and different types of data.
It begins by describing signal analysis techniques―including the newest and most advanced methods in the field ―in an easy and accessible way, illustrating them with Live Script demos. MATLAB® routines are listed when available, and freely available software is discussed where appropriate. The book concludes by exploring the applications of the methods to a broad range of biomedical signals while highlighting common problems encountered in practice.
These chapters have been updated throughout and include new sections on multiple channels analysis and connectivity measures, phase-amplitude analysis, functional Near Infrared Spectroscopy, fMRI (BOLD) signals, wearable devices, multimodal signal analysis and the Brain Computer Interface.
By providing a unified overview of the field, this book explains how to integrate signal processing techniques in biomedical applications properly and explores how to avoid misinterpretations and pitfalls. It helps readers to choose the appropriate method as well as design their own methods. It will be an excellent guide for graduate students studying biomedical engineering and practicing researchers in the field of biomedical signal analysis.
Features:
- Fully updated throughout with new achievements, technologies, and methods and is supported with over 40 original Matlab Live Scripts illustrating the discussed techniques, suitable for self-learning or as a supplement to college courses
- Provides a practical comparison of the advantages and disadvantages of different approaches in the context of various applications
- Applies the methods to a variety of signals, including electric, magnetic, acoustic and optical
K. J. Blinowska is a Professor emeritus at the University of Warsaw, Poland, where she was director of Graduate Studies in Biomedical Physics and head of the Department of Biomedical Physics. Currently, she is employed at the Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering of the Polish Academy of Sciences. She has been at the forefront in developing new advanced time-series methods for research and clinical applications.
J. Żygierewicz is a Professor at the University of Warsaw, Poland. His research focuses on developing methods for analyzing EEG and MEG signals, brain-computer interfaces, applications of machine learning in signal processing and classification.