Giriş Ölçme Obje sistemi 1 Tıp Elektroniği, canlı sistemlerle ilgili çeşitli parametrelerin algılanması ve değerlendirilmesi amacıyla kullanılan tüm elektronik teknoloji ve yöntemleri kapsayan bilim dalıdır. Böyle bir amaçla kullanılan bir ölçme düzeni, ölçme cihazı ve üzerinde ölçüm yapılan obje olarak iki kısımdan oluşur. Enstrumantasyon açısından bakıldığında obje, tümüyle insan veya insandan alınan bir doku örneği olabilir. Ölçüm için yapılan örnekleme Ölçme düzeni Obje Ölçme sistemi Dinamik örnekleme Statik örnekleme Dinamik örneklemede, fizyolojik parametreler insan vücudundan dönüştürücüler yardımıyla algılanır ve hemen değerlendirilir. Statik örneklemede, parametreler, canlı sistemden alınmış doku örneklerinden elde edilir. 1

Fizyoloji Canlılarda vücut fonksiyonlarını inceleyen bilim dalına Fizyoloji denir. Fizyoloji, bu incelemeleri yaparken Fizik ve Kimya bilimlerinden yararlanır. Fiziksel metotların canlı organizmaya uygulanması Biyofizik, Kimyasal metotların uygulanması ise Biyokimya Bilim dallarını meydana getirir. Günümüzde Fizyoloji bilimi, Fizik ve Matematik bilimlerinin geniş ölçüdeki katkılarıyla biyolojik olayların moleküler seviyedeki temel prensiplerini de incelemektedir. Biyoloji Morfoloji Fizyoloji a) Morfoloji : Canlıların biçim ve şekillerini anlatır. Morfolojide araştırmaların gözle veya mikroskopla yapılmalarına göre Anatomi ve Histoloji olarak ikiye ayrılır. b) Fizyoloji : Canlıların işleyişini, yani organların görevlerini, birbirleriyle ilişkilerini inceler. Vücudun normal çalışmasıyla ilgili parametrelere Fizyolojik Parametre veya Fizyolojik İşaret denir. Fizyoloji dört ana dala ayrılır: 1. Genel  Fizyoloji. 2. Özel  Fizyoloji (İnsan Fizyolojisi  bu  gruptadır) 3. Karşılaştırmalı  Fizyoloji, 4. Uygulamalı  Fizyoloji  (Klinikte  kullanılan  Fizyolojidir). 1

Şekil (1.2) Bir sistem olarak insanın giriş ve çıkış büyüklükleri ÇIKIŞ Konuşma Davranış Görünüş Verilen hava Vücut hareketi Sıvı atık maddeler Katı atık maddeler Görme Duyma Koklama Tatma Dokunma Alınan hava Alınan sıvı Alınan gıda Canlı bir insandan alınan ölçümlerle, incelenen olay arasındaki ilişkiyi kurabilmek için olaya ait Fizyolojik sistem üzerinde bilgi sahibi olmak ve üzerinde ölçme yapmak gerekir. İnsan organizasyonu hiyararjisinin çeşitli seviyelerinde ölçümler yapılabilir. Örneğin insanı bir bütün olarak alırsak, bu sistemin giriş ve çıkış büyüklüklerinden bazılarını Şekil (l.2)'de olduğu gibi gösterebiliriz. Bu giriş ve çıkış büyüklüklerinin bir kısmına ölçüm amacıyla kolayca ulaşılabilmesine karşın, bazılarının (davranış vs) nicel olarak ölçülmesi çok zordur. Organizasyon hiyerarşisinde bir sonraki sırayı vücudun temel Fizyolojik sistemleri oluşturur (sinir, solunum, kalp ve dolaşım sistemleri gibi). İnsanın bir bütün olarak kendi çevresi ile haberleşmesine benzer olarak bu temel sistemler, hem kendi aralarında ve hemde dış çevreyle haberleşerek yaşamlarını sürdürürler. Bu çoklu seviyeli kontrol ve haberleşme, sistemlerin özgün olarak incelenmesini engeller. 1

İnsan-Enstrumantasyon Sistemi Ölçülen büyüklüklerin gerçek büyüklükleri gösterebilmesi için yaşayan organizmanın iç yapısı ve özellikleri, ölçme sisteminin tasarımı ve uygulanması sırasında nazara alınmalıdır. Üzerinde ölçüm yapılan insan organizmasıyla (obje) ölçümü yapan ölçme sistemi, birlikte, İnsan-Enstrumantasyon Sistemini oluştururlar. Bir insan-enstrumantasyon sisteminin blok diagramı Şekil (1.3)'de gösterilmiştir. a) Subje: Üzerinde ölçüm yapılan canlı organizma. b) Uyarıcı: Bazen, bir dış uyarıcıya (ışık, ses vs) karşı gösterilen tepkinin ölçülmesi gerekir. c) Dönüştürücü: Ölçülecek büyüklüğü (sıcaklık, biyolojik işaret vs) elektriksel büyüklüğe çevirirler. Şekil (1.3) İnsan-enstrumantasyon sistemi İnsan Uyarıcı Dönüştürücü Kontrol (geribesleme) İşaret işleme Görüntüleme Kaydetme, veri işleme, veri gönderme d) İşaret işleme: Ölçülen işaret anlaşılır ve yorumlanabilir şekle getirilir. e) Görüntüleme: İşaret ve parametreler; monitor, gösterge, yazıcı gibi cihazlarla gözlenir duruma getirilir. f) Kaydetme, gönderme: Daha sonra kullanılmak için saklanır veya merkeze iletilir. 1

Biyolojik İşaretler ° C B i y o l j k İ ş a r e t E ö n m K G : M b s İşaret : Bilgi taşıyan, zamana göre değişen veya değişmeyen büyüklüklerdir. Biyolojik İşaret : Canlı vücudundan elektrotlar veya dönüştürücüler aracılığıyla algılanan, elektrik kökenli olan veya elektrik kökenli olmayan işaretlerdir. Biyolojik işaretler ° C B i y o l j k İ ş a r e t E ö n m K G : M b s ı c p V ü u ğ 2

Elektrik Kökenli Biyolojik İşaretler Elektrik Kökenli Biyolojik İşaretlerin Özellikleri : Elektrotlar aracılığıyla canlı vücudundan algılanırlar, yalıtım önemlidir, Genlikleri küçüktür; *100 µV ~ *1 mV, Spektrumu alçak frekanslar bölgesindedir; *0,1 Hz ~ 2000 Hz, Fark işareti şeklinde bulunurlar, Gürültülü işaretlerdir; temel gürültü kaynakları: ortak mod şeklindeki 50 Hz’lik şebeke gürültüleri, fark işaret şeklinde bulunan diğer biyolojik işaret kaynakları ve elektronik eleman gürültüleri. Biyolojik işaretlerin algılanması 2

Elektrik Kökenli Biyolojik İşaretler sinyal  Elektro + kardiyo + gram ölçen cihaz  Elektro + kardiyo + graf 2

Bazı elektrik kökenli biyolojik işaretler EKG : Elektro kardiyo gram : kardiyo  kalp EMG : Elektro miyo gram : miyo  kas EEG : Elektro ensefalo gram : ensefa  beyin ENG : Elektro nöro gram : nöro  sinir EGG : Elektro gastro gram : gastro  mide-barsak ERG : Elektro retino gram : retino  retina UP (“EP”) : Uyarılmış Potansiyeller :  beyinden GP (“LP”) : Geç Potansiyeller :  kalpten Bazı elektrik kökenli biyolojik işaretler 2

Elektrik Kökenli Olmayan Biyolojik İşaretler Bazı Elektrik Kökenli Olmayan Biyolojik İşaretler : Kan basıncı : basınç dönüştürücüsü, kalp ve dolaşım sisteminin Kan akış hızı : elektromagnetik, ultrasonik, dolaşım sisteminin Solunum hacmi : pletismograf, akciğerlerin Kalp sesleri : kalp mikrofonu, kalp kapakçığının Sıcaklık : sıcaklık dönüştürücüsü, vücudun veya organların Deri direnci : değişken direnç dönüştürücüsü, derinin (“GSR”) pH : pHmetre, kanın PO2 kimyasal dönüştürücüler, kanın ve havanın Bazı elektrik kökenli olmayan biyolojik işaretler 2

Biyolojik İşaretlerin Oluşumu Biyolojik işaretler, insan vücudundaki, sinir sistemi, beyin, kalp ve kas gibi çeşitli organların faaliyetleri sırasında oluşurlar. Biyolojik işaretlerin temelini, hücrelerdeki elektrokimyasal olayların sonucunda oluşan aksiyon potansiyeli oluşturur. Bu akımlardan, elektrotlar yardımıyla algılanıp işaret işleme işlemlerinden geçirildikten sonra çeşitli hastalıklara tanı konmasında (teşhisinde) yararlanılmaktadır. Biyolojik işaretler, vücut içindeki karmaşık biyolojik yapıdan dışarıya kolay anlaşılabilir bilgi taşımazlar. Bunun için, elektrotlar yardımıyla algılanan bu işaretlerin işlenip yorumlanmaları gerekir. 3

Biyolojik İşaretlerin Algılanması Biyoelektrik potansiyelleri ölçebilmek için iyonik potansiyel ve akımları elektrik potansiyel veya akımlarına dönüştüren dönüştürücülere ihtiyaç vardır. Elektrik kökenli biyolojik işaretleri algılamakta kullanılan böyle bir dönüştürücü iki elektrottan meydana gelir ve elektrotların uygulandıkları noktalar arasındaki iyonik potansiyel farkını ölçer. Her bir hücrenin ürettiği bireysel aksiyon potansiyellerini ölçmek imkansız değilse de bazı özel uygulamalar dışında çok zordur. Çünkü, hücre içine hassas olarak elektrot yerleştirilmesi gerekmektedir. Biyopotansiyelleri en geneI ölçme yöntemi, vücut yüzeyinden yapılan ölçümlerdir. Bu durumda alttaki birçok hücrenin aksiyon potansiyellerinin yüzeye gelen toplamı alınmaktadır. Bazı ölçümlerde ise bir kasa, sinire veya beyinin belirli bölgelerine batırılan iğne elektrotlar yardımıyla ölçüm yapılır. Biyopotansiyellerin vücut yüzeyine nasıl ulaştıkları kesin olarak bilinmemektedir. Ortaya birçok teoriler atılmıştır. Kalbin elektriksel potansiyellerinin izahı için ortaya atılan ve nisbeten gerçekçi görünen teoriye göre yüzeyden ölçülen potansiyel alttaki bireysel aksiyon potansiyellerinin kendilerinin değil fakat birinci türevlerinin toplamıdır. Ölçme metodu ne olursa olsun biyoelektrik potansiyellerin oldukça iyi bilinen dalga şekilleri mevcuttur. 4

Örnek (Yüzey Elektrotları) Yüzey elektrotları, biyolojik işaretlerin deri üzerinden algılanmasında kullanılırlar. a) Metal plaka elektrot Disk veya dikdörtgen biçimindedir. Ni-Ag (Ag-AgCl) alaşımı kullanılır. Deri ile arasına pasta (jel) sürülür. Özel lastik veya kayışla tutturulur. EKG, EMG ve EEG için kullanılır. Yüzeyi büyük, empedansı küçüktür. d) Emici düzenli elektrot Temas silindirik boruyla olur. Diğer uçta vakum pompası var. EKG için göğüs elektrodudur. Yüzey küçük, empedans büyük. Bağlantı ucu Lastik hazne Temas yüzeyi a) d) Bağlantı teli e) Tümüyle atılır elektrot EKG için göğüs elektrodudur. Ag-AgCl elektrot. Elektrot tabanına yapışık jel emdirilmiş süngeri vardır. Bir kere kullanılır ve atılır. b) Gezici tipten elektrot Elektrot şapka muhafazanın içinde. Şapkanın içinde elektrolit jel var. Şapka, yapışkan bantla tutturulur. Şapka hareket etse de elektrot elektrolite göre hareket etmez. Gürültü az olur. Ag-AgCl kullanılır. b) e) İki yüzü yapışkan bant Şapka Elektrot Yalıtkan bant Jelli sünger Yapışkan f) Kuru elektrot Pasta gerektirmez. Statik elktr. Üst deri, elektrot ile dermis arasında yalıtkan durumunda. Cd kapasitesi küçük; Rd büyük. Kapasitif kuplaj olur, YGF gibi. Kuvvetiend. giriş emp büyük. Kuvv. elektrot yakınına kurulur (izleyici) ve gürültü azaltılır. Si teknolojisi kullanılır. Tabanda SiO2 yalıtkanı kullan. c) f) Gümüş tel örgü Yapışkan bant Çelik disk Bağlantı teli Kuvvetlendirici c) Bükülebilir elektrot Bir yüzü yapışkan bant şeklindedir. Bant, plaster şeklinde bükülebilir. Küçük çocuklarda EKG için kull. AG-AgCl filmleri 2µ kalınlığında. X ışının geçirgendir. Yüzey elektrotları 4

Elektrik Kökenli Biyolojik İşaret Algılanması Sinir liflerinden algılanan ve bir aksiyon potansiyeli değişiminin sonucu olarak ortaya çıkan biyolojik işaret değişimlerine Elektronörogram (ENG) adı verilmektedir. ENG işaretleri sinir lifinden algılama şekline ve elektrotların yerleştiriliş biçimine göre monofazik, bifazik veya trifazik adları verilen farklı değişimler gösterir, Şekil (4.2). Monofazik, bifazik ve trifazik işaretler t v Monofazik Bifazik Trifazik 4

Elektrik Kökenli Olmayan Biyolojik İşaret Algılanması Tıpta, dönüştürücüler, aşağıdaki fizyolojik büyüklüklerin ve amaçlar için kullanılır; Sıcaklık, Yerdeğiştirme, Kuvvet (basınç), Hız, İvme (titreme) ve Hacim ölçümlerinde, Ses analizinde, Doku ve organların görüntülenmesinde ve Yapay organlarda. Dönüştürücüler, bir fiziksel büyüklüğü başka bir büyüklüğe (enerjiye) dönüştüren elemanlardır. Genelde, ölçme düzenlerinde; işleme, görüntüleme ve saklama kolaylığı açısından dönüştürülen enerji, elektrik enerjisi olmaktadır. 4

Bir amaç için birden fazla teknik kullanıldığı için, dönüştürücüleri, kullanıldıkları yere göre değil de kullandıkları tekniklere göre anlatmak olağan olmuştur. Örneğin, kan akış hızı ölçümü için elektromagnetik, değişken indüktanslı ve değişken dirençli dönüştürme teknikleri kullanılabilmektedir. Kullanılan tekniklerin birbirlerine olan üstünlükleri vardır ve bu üstünlükler, şu şekilde sıralanabilir: frekans cevabı, giriş empedansı, lineerliği, doğruluğu, duyarlığı, rezolüsyonu (en küçük değişimi farkedebilme yeteneği), operasyon (deşme, yarma) gerektirip gerektirmemesi, değişken ortam şartlarında (sıcaklık, nem, basınç) uzun süre kararlılığını koruması, fiyatı, yapım ve işleme kolaylığı, gürültüsü, boyutu, ağırlığı, ölçüm düzenine etkisi, ölçme sınırları ve dinamiği, ataleti (cevap verme süresi), güç harcaması (disipasyon sabiti) ve ömrü. 4

Ölçme düzenleri, ölçülen büyüklükle orantılı gözlenebilir bir çıkış vermek üzere tasarlanırlar. Ölçme düzenlerinin girişlerinde, ölçülen büyüklüğü algılayan ve enerji dönüştürme işlemini yapan bir giriş dönüştürücüsü bulunur, Şekil (4.8). Dönüştürücüler, elektrik kökenli olmayan biyolojik işaretlerin ölçülmesinde kullanılırlar. Elektrot da dönüştürücü (kimyasal dönüştürücü) sınıfına girmesine rağmen, elektrik kökenli biyolojik işaretlerin algılanmasında kullanıldıklarından, dönüştürülerden ayrı bir başlık altında incelenmektedir. Kalibrasyon işareti ile tüm sistem (dönüştürücü dahil) kalibre edilebilir. Geribesleme, sistem lineerliğini, kararlılığını ve giriş empedans karakteristiğini iyileştirir. İşaret biçimlendirici, örneğin, kuvvetlendirici ve filtre düzenlerini içerir. Ölçme düzeninin en son katını, giriş işaretini gözlenebilir şeklini veren yazıcı, gösterici ve/veya saklayıcı (çıkış dönüştürücüsü) bloğu oluşturur. Şekil (4.8) Ölçme düzeni Kalibrasyon işareti Ölçülen düzen Giriş Dönüştürülmüş işaret Çıkış Geribesleme dönüştürücüsü Güç kaynağı İşaret biçimlendirici Yardımcı güç kaynağı (Yazıcı, kaydedici gösterici) 4

Pasif dönüştürücüler Değişken dirençli Değişken indüktanslı Dönüştürücüler, dönüştürme işlemlerini gerçekleştirirken alternatif gerilim (AC) veya doğru gerilim (DC) güç kaynağı ile beslenmek durumunda olabilirler ki, bu dönüştürücülere pasif dönüştürücüler adı verilir. Değişken direnç ve değişken indüktans dönüştürücüleri, besleme kaynağı gerektirdiklerinden birer pasif dönüştürücüdürler. Güç kaynağı kullanmayı gerektirmeyen dönüştürücüler ise aktif dönüştürücü sınıfına sokulur. Fotodiyot ve termokupl, birer aktif dönüştürücüdür. Aktif ve pasif dönüştürücüler Pasif dönüştürücüler Değişken dirençli Değişken indüktanslı Değişken kapasiteli Mekanorezistif Magnetorezistif Piezorezistif Termorezistif Fotoiletken Hall olay ı Aktif dönüştürücüler Piezoelektrik Termoelektrik Elektromagnetik Magnetostriktif Fotodiyot Elektrokinetik Piroelektrik 4

Dönüştürücü çeşitleri Değişken dirençli (rezistif) dönüştürücüler: Pasif tiptendir. Fizyolojik büyüklük olarak yerdeğiştirme, hareket ve kuvveti, direnç değişimi yoluyla elektrik enerjisine dönüştürürler. Soluk hızı ölçerler, karbon mikrofonlar (kalp sesleri için), nem ölçerler, hacim (göğüs hacmi değişikliği) ölçerler ve bolometreler bu tipten dönüştürücü kullanırlar. Potansiyometreler, gerinim ölçerler ve piezorezistif dönüştürücüler bu sınıfa girer. Sıcaklık dönüştürücüler: Pasif (termorezistif) veya aktif (termoelektrik) tipleri vardır. Değişken indüktanslı (indüktif) dönüştürücüler: Pasif tiptendir. Tek bobinli ve çok bobinli olanları vardır. Fizyolojik büyüklük olarak yerdeğiştirme, basınç, kuvvet ve ivmeyi indüktans değişimi yoluyla elektrik enerjisine dönüştürürler. Değişken kapasiteli (kapasitif) dönüştürücüler: Fizyolojik büyüklük olarak yerdeğiştirme, basınç, kuvvet ve ses titreşimlerini kapasite değişimi yoluyla elektrik enerjisine dönüştürürler. 4

Piezoelektrik dönüştürücüler: Mekanik uyarı karşısında direkt olarak elektrik çıkışı veren aktif tipten dönüştürücüdür. Kullanılma yerlerine örnek olarak aşağıdakiler verilebilir; Kalp sesi ölçümleri için mikrofonlar, Titreşim ölçerler için ivme algılayıcıları, Kan akış hızı ölçümleri için ultrasonik hız ölçerler, Ultrasonik (kalp ve iç organlar için) görüntüleme cihazları, Ultrasonik operatörlük (cerrahi) cihazları, Ultrasonik diyatermi (doku ısıtıcı) cihazları, Piezoelektrik kalbe destek eihazlar, Sterilizatör (temizleyici) cihazları, Fizik tedavi cihazları, Deri üzerinden böbrek taşı parçalayıcıları, Elektromagnetik dönüştürücüler: Elektromagnetik dönüştürücüler, gerek hareketi gerilime ve gerekse gerilimi harekete dönüştürebilen ve en azından ortamda magnetik alan oluşturmak amacıyla elektriksel olarak beslenmeleri gereken pasif dönüştürücülerdir. Bu çeşit dönüştürücülerden ölçme amacıyla kullanılanlarının dayandığı prensip; "magnetik alanı kesen hareketli bir iletkende bir gerilim endüklenir" şeklindedir.  Faraday Yasası Bu dönüştürücüler; kan akış hızı ve soluk hızı ölçmelerinde kullanılırlar. Ayrıca göğüs mikrofonları olarak ve balistokardiyograf cihazları için de uygulama alanları vardır. 4

Biyolojik İşaretlerin İşlenmesi İşaret, genel anlamı ile bilgi taşıyan, zamana göre değişen veya değişmeyen büyüklüklerdir. İşaret işleme, genel olarak, algılanan işaretin değerlendirilebilir ve yorumlanabilir şekle getirilmesi için gerçekleştirilen bir işlemler dizisidir. Biyolojik işaretler, gerek küçük genlikli olmaları ve gerekse insan vücudu gibi çeşitli işaret kaynaklarına sahip olan ve gürültülü bir ortam içinde bulunan büyük hacımlı bir yapıdan alınmaları nedeniyle gürültülü işaretlerdir. Diğer işaretler gibi biyolojik işaretlerin de anlaşılabilir bir şekle getirilmeleri için öncelikle bu gürültülerden temizlenmeleri gerekir. İşaretin gürültüden temizlenmesinde, işaretin özelliğine uygun çeşitli filtreleme işlemleri gerçekleştirilir. Bu filtreler, analog olabileceği ve donanım olarak gerçekleştirilebileceği gibi sayısal ortama geçilerek yazılım olarak da gerçekleştirilebilmektedir. Analog işaret işleme Sayısal işaret işleme 5

İşaret, bazen, direkt olarak orijinal bilgi kaynağından üretilir ve bu durumda, işarete bakarak kaynağın yapısı veya işleyişi hakkında bilgi elde edilebilir. Elde edilen işaret, direkt olarak istenen bilgiyi vermeyebilir ve bu durumda da işaret üzerine isteneni elde edebilmek için çeşitli işlemler uygulanır, ki burada, işaretin işlenmesi söz konusu olur. Örneğin, göze parlak bir ışık tuttuğumuzda, beyinden elde edilen EEG işaretlerinde ışık nedeniyle oluşan işaretlerin, beynin diğer aktivitelerle ürettiği işaretler içinde gömülü olduğu durumla karşılaşırız. Burada her türlü bilgi bozucu ve esas işaret dışında kalan işaretler, gürültü olarak ele alınır ve esas işaretin bu gürültüden temizlenmesi için süzme işlemi gibi çeşitli işlemler gerekir. Ön filtreden geçirilmiş olan biyolojik işaret, hala yorumlanabilir düzeyde olmayabilir. Bu durumda işaret üzerine, işarete özgü başkaca işlemler uygulamak ve dönüşümlerle zaman domeninden başka domenlere geçerek bu domenlerde işareti işlemek gerekebilir. 5

Genel Ölçme ve Tanılama Sistemi Şekil (5.1)’de, genel ölçme ve tanılama (teşhis) sisteminde işaret işlemenin yeri gösterilmiştir. Bu sistemde, dönüştürücü yardımıyla hastadan alınan (algılanan) ham biyolojik işaretler, hastalığı bu işaretlere bakarak tanımaya çalışan doktor veya izleyicinin, işareti en iyi anlayabileceği, başka bir deyişle kolayca hazmedebileceği düzeye getirilmesi için işaret işleme bloğundan geçirilmektedir. Eskiden, doktorun bu işaretleri yorumlayabilmesi için özel eğitimden geçmesi, işaret ve hastalıklara karşı deneyim sahibi olması ve bu ikisi arasında ilişki kurabilmesi gerekiyordu. Günümüzde ise, bilgisayar teknolojisinin getirdiği gelişmiş işaret işleme olanakları kullanılarak, doktorun sahip olacağı eğitim ve deneyim, ölçme cihazlarına kazandırılmakta ve doktora, teşhiş için fazla birşey bırakılmamaya çalışılmaktadır. Şekil (5.1) Genel ölçme tanıma sisteminde işaret işlemenin yeri 5

Şekil (5.1) Genel ölçme tanıma sisteminde işaret işlemenin yeri İşaret işleme bloğunda, işaret, önce ön işaret işleme bloğundan geçirilmekte, daha sonra amaca ve işarete uygun işaret işleme teknikleri uygulanarak görüntülenmekte ve bir taraftan da daha sonra karşılaştırma yapabilmek ve izlenmek üzere saklanmaktadır. Daha ileri işaret işleme teknikleri yardımıyla işaretin yorumlanması ve sınıflanması da yapılabilmekte ve gerektiğinde sınıflama sonucuna göre sistemin alarm çıkışı da sağlanabilmektedir. Teşhis dışında sistem çıkışının, kontrol amacına yönelik olarak kullanılması da mümkündür. Şekil (5.1) Genel ölçme tanıma sisteminde işaret işlemenin yeri 5

Örnekler (Amaca Yönelik İşaret İşleme) Elektroensefalografik (EEG) işaretin daha iyi ve hızlı yorumlanabilmesi için işaretin frekans spektrumu elde edilerek, işaret, bu spektruma göre renklendirilebilmektedir. Uyarılmış potansiyel (UP) analizlerinde de, göze uygulanan parlak bir ışık sonucu beyinden algılanan işaret (UP cevabı), beynin normal aktivitesi sırasında oluşturduğu EEG işareti içinde gömülü olduğu (UP cevabının beynin spontan EEG cevabı yanında en az 10 kere küçük olduğu) durumla karşılaşılır, ki bu durumda EEG cevabı, bir bozucu işaret niteliğine bürünmüş olmaktadır. UP cevabının, bu durumda gürültü olarak gözüken EEG cevabı yanında temizlenebilmesi için de özel senkron ortalama alma tekniklerine başvurulmaktadır. Buradan da görüldüğü gibi, esas işaret dışında olan ve esas işareti bozucu durumunda olan her türlü işaret, başka durumlarda esas işaret durumunda olsa bile, gürültü olarak ele alınmaktadır. İşaret işlemenin önemli adımı olarak bu gürültülerden işaretin temizlenmesi yoluna gidilmekte, başka bir deyişle işaretin İşaret/Gürültü Oranı arttırılmaya çalışılmaktadır. İşaret/gürültü oranını arttırmak için gürültü zayıflatma veya yoketme teknikleri veya işaret iyileştirme (signal enhancement) teknikleri uygulanmaktadır. Bu teknikleri kullanabilmek için işaret ve gürültü konusunda bir ön bilgiye sahip olmak gerekir. İyileştirme metotlarından, değişen şartlara kendisini otomatik olarak ayarlayanları, adaptif metodlar olarak bilinmektedir. 5

Örnekler (Amaca Yönelik İşaret İşleme) Kontrol ve analiz amaçlarına yönelik olarak da biyolojik işaretin modellenmesi gerekebilir. Örneğin, elektronik kol protezlerinde, özürlünün güdük kaslarından alınan ve protez kontrolunda kullanılan Elektromiyografik (EMG) işaretleri, protezde belli hareketlerin gerçekleştirilebilmesi için sınıflama işlemine sokulur. Bunun için de işaretin, modellenerek sınıflamada kullanılacak model parametrelerinin elde edilmesi, başka bir deyişle veri sıkıştırma işlemi, gerekli olur. Elektrokardiyografik (EKG) işaretlerinin otomatik olarak değerlendirilmesinde de modelleme gerekli olur. Öte yandan, bazı durumlarda, EKG işaretlerinin, hasta üzerinden alınıp işleneceği daha geniş işlem kapasiteli ortama taşınması gerekli olur, ki burada da, işaretin, haberleşme kanalından gönderilebilmesi için, kanalın gerektirdiği şart ve sınırlamalara uygun biçime gelecek şekilde işlenmesi gerekir. Bazı durumlarda da, biyolojik işaretlerin minimum kapasiteli bellek ortamında saklanması gerekir. Gerek haberleşme ve gerekse saklama işlemlerinde, işaret üzerine uygulanacak bu işlemler de işaret işlemenin bir kolu olan veri sıkıştırma işlemleri arasına girmektedir. EKG işaretleri üzerinde, sayısal ortamda, QRS ve aritmi deteksiyon işlemleri gerçekleştirilmektedir. Bu şekilde çalışan cihazlara yorumlu EKG cihazı adı verilir. 5