Domande esame crocette Elaborazione di dati e segnali biomedici

EMG

4b Permette di estrarre l’informazione utile (ampiezza) dalla sovrapposizione tra

il segnale portante e quello modulante

4c È una tecnica mutuata dalle telecomunicazioni e utilizzata per l’analisi del

segnale EMG

La membrana che avvolge il muscolo

5a Ha un potenziale di riposo di circa +30mV

5b Reagisce a piccole depolarizzazioni (10mV) producendo una risposta definita

Potenziale d’Azione della fibra muscolare

5c Produce potenziali d’azione che si propagano in una sola direzione all’interno

della fibra muscolare

La configurazione EMG monopolare

6a Impiega due soli elettrodi: l’elettrodo attivo e quello di referenza

6b Prevede il posizionamento dell’elettrodo registrante su una prominenza ossea

6c Prevede il posizionamento dell’elettrodo attivo sul motor-point

precedentemente identificato

I neuroni

7a Funzionalmente ricevono impulsi a livello dei dendriti e trasmettono

l’informazione mediante l’assone ai neuroni con cui sono collegati cel circuito

neuronale

7b Sono caratterizzati da un albero dendritico che assume forme diverse a

seconda della funzione svolta dalla cellula

7c Sono caratterizzati da un corpo centrale detto soma

I modelli di scalpo

8a Possono essere solo di tipo planare

8b Di tipo planare sono caratterizzati da una circonferenza 2D che modellizza la

testa e ogni elettrodo ha una posizione espressa in coordinate cartesiane 2D

8c Sono necessari per la tecnica del brain mapping applicata al segnale EEG

Il sistema di internazionale 10-20

9a Tiene conto di punti di repere anatomici così da adattarsi ad ogni forma e

dimensione di cranio

9b Prevede il posizionamento di 64 elettrodi sulla superficie dello scalpo

9c È un sistema standardizzato di posizionamento degli elettrodi EMG

Giugno 2022 – Gruppo 5

In un tipico sistema di misura per segnali biomedici

1a Il processamento analogico del segnale segue la conversione analogico digitale

1b Il segnale misurato può essere memorizzato sul PC a valle della conversione

analogico-digitale

1c Il blocco di processamento analogico del segnale include amplificazione e stima

dello spettro di potenza del segnale

Un processo aleatorio

2a Si dice stazionario in senso lato se il valore medio è nullo e la funzione di

autocorrelazione dipende dal tempo

2b Si dice ergodico se le statistiche d’insieme posso essere calcolate dalle

statistiche temporali

2c Si dice stazionario in senso stretto se il suo comportamento statistico dipende

dal tempo

Il Periodogramma di Bartlett

3a È uno stimatore non consistente dello spettro di densità di potenza

3b È uno stimatore asintoticamente non polarizzato dello spettro di densità di

potenza

3c Permette di calcolare lo spettro di densità di potenza dal segnale applicando il

periodogramma semplice a K segmenti non sovrapposti del segnale e

ricavandone la media

Il segnale EMG

4a È caratterizzato da uno spettro di densità di potenza prevalente nella banda

di frequenza tra 200 e 500 Hz

4b Non è mai contaminato da rumore ambientale in fase di acquisizione

4c Registrato mediante elettrodi di superficie misura la somma spaziale e

temporale dei potenziali d’azione delle diverse unità motorie

La velocità di conduzione della fibra muscolare

5a È minore della velocità di conduzione del nervo

5b È costante per tutte le tipologie di fibra muscolare

5c Si riduce con la comparsa di fatica muscolare

Gli elettrodi per l’acquisizione del segnale EMG ad ago:

6a Di tipo bipolare hanno la cannula esterna che funziona da ground

6b Sono ideali per muscoli superficiali

6c Sono invasivi e richiedono pratica nel posizionamento

Il potenziale EEG registrato sullo scalpo

7a È dato dai flussi ionici nell’ambiente extracellulare dovuti ai potenziali post-

sinaptici

7b Ha una polarità negativa in caso di sinapsi inibitoria superficiale

7c È frutto della somma spaziale e temporale dei potenziali d’azione

L’analisi spettrale del segnale EEG

8a Raggiunge performance elevate quando viene eseguita su segmenti del

segnale opportunamente finestrati e poi se ne fa una media

8b Da luogo ad uno spettro del segnale che spesso viene diviso in bande di

frequenza a cui sono associati i principali ritmi celebrali

8c Richiede la rimozione della componente continua e di eventuali trend presenti

nel segnale (detrending)

La referenza nel sistema di misura EEG:

9a Può essere esclusivamente di tipo bipolare

9b Di tipo comune prevede il riferimento di ogni elettrodo sullo scalpo ad un

elettrodo comune posizionato su un punto elettricamente neutro

9c Di tipo “media comune” consiste dell’eseguire la media dei segnali prelevati

dai due elettrodi posti sui lobi auricolari

Giugno 2021, gruppo 1

Il filtro analogico

1a Deve essere scelto in base alle caratteristiche mostrate nel dominio (tempo o

frequenza) in cui è avvenuto l’encoding dell’informazione

1b Di Butterwoth è ottimizzato per avere il più ripido roll-off senza ripple in banda

passante

1c Anti-aliasing permette di ricostruire il segnale analogico dai campioni

Secondo la teoria della stima, uno stimatore

2a Spettrale può essere valutato rispetto alle sue capacità di risoluzione dello

spettro

2b Deve avere un errore di stima nullo, altrimenti non può essere usato

2c È consistente se è polarizzato e ha varianza nulla per N che tende all’infinito

La stima spettrale parametrica

3a Mostra performance che risentono minimamente della lunghezza del dato

3b È indipendente dell’ordine scelto per il modello

3c Con modello a media mobile è utile per stimare spettri caratterizzati da picchi ripidi

Le tecniche di analisi del segnale EMG

4a Per l’estrazione dell’inviluppo considerano il segnale EMG come rumore

modulato in frequenza

4b Applicate ai potenziali evocati motori prevedono la misura dell’ampiezza picco-

picco della risposta alla stimolazione del nervo periferico

4c Hanno evidenziato come l’ampiezza dell’EMG prelevata in una finestra

temporale di elevata durata si distribuisce secondo una distribuzione gaussiana

L’elettromiografia (EMG)

5a Può essere impiegata nella diagnosi di malattie neuromuscolari

5b Permette di studiare il movimento umano in condizioni sia fisiologiche che

patologiche

5c È fortemente affetta dalle caratteristiche anatomiche dei muscoli

La configurazione EMG bipolare

6a È tipica solo dell’EMG di superficie

6b

6c Lascia passare tutte le componenti in frequenza del segnale EMG

La trasmissione sinaptica

7a Di tipo elettrico viene effettuata grazie all’azione mediatrice di

neurotrasmettitori

7b Di tipo chimico inibitoria rende la membrana post-sinaptica permeabile agli ioni

sodio

7c Di tipo chimico è caratterizzata dal rilascio di neurotrasmettitori nella fessura

sinaptica che determinano l’apertura di determinati canali ionici modificando il

potenziale della membrana post-sinaptica

Tra le tecniche di visualizzazione dei segnali EMG

8a Le mappe di frequenza permettono di visualizzare lo spettro di densità di

potenza ottenuto per un segnale prelevato da una singola posizione elettrodica

8b Le mappe di ampiezza permettono di visualizzare la distribuzione spaziale sullo

scalpo dell’ampiezza del segnale EEG in un preciso istante temporale

8c Il brain mapping permette di visualizzare la distribuzione spaziale del segnale

sullo scalpo

Gli elettrodi per la registrazione EEG

9a Di tipo “ a secco” non richiedono l’impiego di un gel conduttivo, sono

caratterizzati da una elevata impedenza di contatto

9b Non possono essere di tipo ad ago

9c Di tipo “wet” sono caratterizzati da un deterioramento dell’impedenza

elettrodo-cute nel tempo dovuto all’asciugatura del gel conduttivo

Luglio 2021

Il filtro analogico

1a Di Butterwoth è ottimizzato per avere il più alto roll-off senza ripple nella banda

passante

1b Anti-aliasing permette di ricostruire il segnale analogico dai campioni

1c Può essere di tipo Chebyshev, Butterwoth e Bessel

Secondo la teoria della stima, uno stimatore

2a È un’espressione matematica che permette di stimare i parametri incogniti a

partire dalle misure a disposizione

2b Deve avere un errore di stima nullo, altrimenti non può essere usato

2c È polarizzato se il valore atteso della stima coincide con il valore vero

Nella stima spettrale parametrica

3a Si impiegano sistemi LTI esclusivamente di tipo auto regressivo (AR)

3b L’accuratezza dipende dal tipo di modello e dal relativo ordine

3c L’uscita del sistema LTI viene usata per stimare lo spettro del segnale di interesse

La ricostruzione dell’inviluppo lineare

4a Consiste nella sola applicazione di un filtro passa alto al segnale EMG

4b Viene realizzata attraverso rettificazione e filtraggio passa-basso del segnale EMG

4c Può essere implementata via software o tramite un circuito elettronico

La membrana che avvolge il muscolo

5a È caratterizzata a riposo da un potenziale negativo rispetto all’esterno, dovuto

alla maggiore concentrazione di potassio all’esterno della cellula e di sodio

all’interno della stessa

5b Prende il nome di sarcolemma

5c È caratterizzata da un gradiente di tensione indipendente dalle concentrazioni

ioniche negli ambienti intra ed extra cellulare

Gli elettrodi EMG ad ago:

6a Non richiedono alcuna conoscenza muscolo-scheletrica

6b Sono utili per rilevare i potenziali d’azione dell’unità motoria

6c Permettono di acquisire il segnale in sola configurazione bipolare

Il potenziale EEG registrato sullo scalpo

7a È dato dai flussi ionici nell’ambiente extracellulare dovuti ai potenziali post-

sinaptici

7b Ha una polarità che dipende dal tipo di sinapsi e dalla sua profondità rispetto alla

superficie della testa

7c È frutto della somma spaziale e temporale dei potenziali di azione

Le bande di frequenza che caratterizzano il segnale EEG:

8a Alfa : 8 --→13 Hz

8b Gamma: 30 -- 40 Hz

8c Theta: 13 --30 Hz

La referenza del sistema di misura EMG

9a Di tipo comune deve essere il più possibile inattiva elettricamente

9b Di tipo “media comune” consiste dell’eseguire la media dei segnali prelevati dai

due elettrodi posti sui lobi auricolari

9c Di tipo comune prevede il riferimento di ogni elettrodo sullo scalpo ad un

elettrodo comune posizionato su un punto elettricamente neutro

La conversione digitale analogica

1a Permette di ricostruire il segnale analogico a partire dai campioni

1b Consiste esclusivamente nell’applicazione di un fil