Welche zwei Gruppen von Lösungsansätzen gibt es für Merkmalindentifikation?
deterministisch
gesuchter Verlauf ist quantitativ bekannt
z.B. EKG in physiologischen und bekannten pathologischen fällen
unscharfe
gesuchter Verlauf bestenfalls qualitativ bekannt
z.B. EEG in Stadien der Wachsamkeit und Schlafphasen
Was sind Artefakte in Signalen?
Produkte biologischer und technischer Prozesse, die nicht von der untersuchten physiologischen oder pathologischen Signalquelle und dem Umfeldrauschen stammen
Welche zwei Klassen von Artefakten gibt es?
Biologischen Ursprungs
Hertätigkeit im EEG
Muskelaktivität im EKG
Aufgenbewegung im EEG
Technischen Ursprungs
Elektrodenpotential und seine Drift
Bewegung des Patienten und/oder des Messaufbaus
Energieanwendung am Patienten (HF-Chirugie, Diathermie)
Was ist das Problem bei der entfernung von Artefakten im vgl. von technischen Störungen?
technische Störungen auf grund vom voriwegend periodischen charackter beherschbar
Artefakte problematisch, da im messtechnischen Sinne transient und nicht reporudzierbar
Was ist der Unterschied zwischen Extremwerte und Ausreißer in der Biostastik?
Extremwerte: ungewöhnlich hohe bzw. niedrige Werte eines Biosignal, aber noch möglich
Ausreißer: unmögliche Messwerte, welche eindeutig ein Artefakt sind
Was wird zur detektion von Ausreißern und Extremwerte genutzt und wann gilt ein Ausreißer als Ausreißer?
Erkenneung: Spizenwertdetektor, Amplitudendiskriminator
Ausreißer, wenn der Extremwert einen vorgegebene Schwelle überschreitet
aber: kein allgemeingültige Grenze, entscheited Medziner auf basis von Erfahrung
Was ist der Begriff der Nulllinie bei Biosignalen?
bei erregbaren Struktur sowohl im Ruhezustand als auch bei maximaler erregung ist differenz nahzu null
Hochpassfilter bei tieffrequnten Biosignalen differenzierenes Verhalten
Qualitativ ähnliches verhalten -> bei EEG Ableitung
Nullinie entsteht als Folge zu Hochpassfilter am Verstärkereingang
EEG besitzt auch diagnostisch intersseante DC-Anteile -> gehen verloren durch Hochpassfilter
Wodurch entsteht am häufigsten Schwankungen der Nullinie?
durch bewegungsartefakte
bei besonders empfindlichen Messtechniken (EEG-Ableitung) sogar durchs personal
Wie lassen sich langsame Schwankungen detekierung und eleminieren?
Hochpass am Verstärkereingang einstellen
reduziert stark
aber: kann zu verlusten wichtiger merkmalen führen -> gucken ob leitlinie von med. gesellschaft solche Maßnahme ablehnt
Was sind schnelle Schwankungen der Nullinie?
periodische und/oder stochastische Verläufe die offensichtlich nicht vom untersuchten Biosignal stammen
weil: hochfrequenter bzw inaktiven Perioden auftreten
Wie können Muskelartefakte reduziert werden?
mit geeigneten Tiefpass kann die meiste Energie der Artefakte reduziert werden
da: 100Hz- 1kHZ
Welche Frequenz hat EEG, EKG, EOG, EP?
0-100 Hz
Was sind nicht lineare Biosignale?
signal die nicht der normalen additiven formel entsprechen
z.B. Einhüllende Perioden der Atmung -> multiplikativ überlagert
EKG ist von der Atmung amplitudenmpoduliert
Was ist die Herzfrequenz?
50-100 schläge pro minute
0.8-1.7 Hz
Was ist die Atemfrequenz?
12-15 Züge pro Minute
0.2 Hz
Wie sieht die Formel für die Amplitudenmodulation aus?
Warum ist es notwendig die Anfangs- und Endzeit von Wellen zu bestimmten?
bei Determinstischen Wellen
Welle P und T ist einphasisch
QRS-Komplexx dreiphasisch
Wellen als auch Intervalle zwischen den Wellen liegen in bestimmten Zeitfenstern
Wie können Anfangs- und Endzeiten der Wellen bestimmt werden?
Feste Pegelschwelle
Für Anfang und Ende feste Schwelle einsteilen
sehr einfach, auch in echtzeit (z.B. herzschrittmacher)
Problem: Zeiten schwankel erheblich, da auch Schwelle von Störunge, Rauschen und Artefakte häufig überschritten
Relative Pegel:
Nutzt Anfangserkennung bei 10%, Enderkennung bei 90%, verlaufen da sehr flach
Bei Biosignalen kennt man Amplitude nur ausnahmsweise (Aktionspotentiale) -> wellenerkennung erst nach der Aufnahme erfolgen kann
Vor schwellenbestimmung muss Amplitude detektiert werden
Tagentenbasierte Schwellenbetimmung:
Änderungsrate (tagenten, signalflanke) anstatt Pegel
feste und relative Schwelle sehr empfindlich gegen Rauschen und Störung -> könne straken zeitlichen schwankungen ausgesetzt sein
Wellenflanken gegen Störungen wesentlich unempfindlicher als pegelbasierte Wellendetektion
da flanke einer Welle höchste projizierte Geschwindigkeit der Erregungsausbreitung
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