What are the most common signal enhancement techniques in biomedical signal processing?

Some of the noise can also arise from systematic errors obtained during arising during signal acquisition. This could be introduced by something like a faulty instrument that fails to record the signal properly. For example, eddy currents arising in an MRI scanner.

A medição adequada na calibração de equipamentos é crucial para assegurar valores confiáveis. Isso é essencial para identificar origens de ruídos ou desgastes, agravados pela falta de medidas preventivas. Ruídos podem surgir de desalinhamento, desgaste, ou interferências. Seguir um procedimento validado de calibração é fundamental para mitigar essas fontes de erro. Estabelecendo padrões consistentes, o processo identifica desvios, mantendo a integridade dos equipamentos e reduzindo a probabilidade de ruídos decorrentes de uma calibração inadequada.

The main issue with biomedical signals is that they have very low magnitude and a reduced bandwidth (except in the case of EMG), requiring the use of amplifiers with high gain to properly process the signal. However, high gain amplification can also amplify the same interferences that mask the signal, especially capacitances that occur between the patient and the electrical network or ground. Therefore, it is crucial to employ a differential amplification system. Additionally, considering that the maximum allowed interference level in a medical signal is 1% of the signal of interest, the common mode rejection ratios (CMRR) of the amplifiers must be very high, exceeding 120dB to obtain an acceptable signal.

Dans le traitement des signaux ECG, l’élimination des interférences des lignes électriques 50/60Hz des formes d’onde ECG biomédicales délicates et riches en informations est une tâche difficile! Le défi est encore compliqué par l’ajustement des effets de l’EMG, tels que le mouvement d’un membre ou du torse du patient ou même la respiration. Une approche traditionnelle adoptée par beaucoup consiste à utiliser un filtre coupe-bande IIR de 2e ordre :

A escolha criteriosa das características extraídas pode influenciar diretamente na capacidade de discriminação e na precisão dos modelos subsequentes. Métodos de seleção de características são aplicados para identificar as mais relevantes, descartando aquelas que podem introduzir ruído ou redundância ao processo. Essa etapa contribui para aprimorar a eficiência computacional e facilitar a interpretação dos resultados obtidos.

Extraction de fonctionnalités : dans cette étape, les fonctionnalités pertinentes sont extraites des signaux prétraités. Ces caractéristiques peuvent inclure l’amplitude, la fréquence, la durée et d’autres caractéristiques qui fournissent un aperçu des processus physiologiques sous-jacents.

Another way to extract signals is by first performing peak detection to know about the outliers of the signal and then using wavelet transforms to decompose the signals. In this manner, we can get maximal information about the features embedded inside the signals.

One important consideration when developing classifiers for biomedical signals is to be rigorous in addressing patient variability. It is crucial never to treat multiple recordings from the same patient as if they were from different subjects. Additionally, avoiding classifier overfitting is essential. This should be taken into account during data partitioning for training, validation, and testing, employing techniques such as 'leave one out' to enhance model generalization.

Ao apresentar de forma gráfica ou pictórica os sinais ou suas características, as técnicas de visualização têm o objetivo de enriquecer a percepção e compreensão dos padrões, tendências ou anomalias presentes nos dados. Os gráficos de séries temporais destacam a variação do sinal ao longo do tempo, oferecendo uma representação dinâmica e intuitiva. Os gráficos do espectro de frequência revelam a distribuição do sinal em termos de frequência, proporcionando insights sobre as características espectrais predominantes. Já os mapas de calor apresentam a intensidade do sinal em um espaço bidimensional ou tridimensional, permitindo uma visualização mais abrangente das variações espaciais.

L’avenir du traitement du signal biomédical recèle un immense potentiel. Avec les progrès de l’apprentissage automatique, de l’intelligence artificielle et des technologies portables, la précision et l’efficacité de l’analyse des signaux devraient encore s’améliorer. Cela mènera au développement d’outils de diagnostic plus sophistiqués et d’approches thérapeutiques personnalisées.