生醫訊號暨實作(一)
Biomedical Signals and Implementation(I)
| 節 | 週三 |
|---|---|
5 13:20–14:10 | 生醫訊號暨實作(一) SC160 3 節連堂 |
6 14:20–15:10 | |
7 15:30–16:20 |
* 根據陽明交大上課時間表所列
課程概述與目標: (一) 宗 旨: 藉由「做中學」方式,培養學生實作的能力,引導理工學生對生醫發生興趣,而生物學生對生醫物理發生興趣,進而培養生醫科技時代的專業人才,將大學中所學的技術,應用在將來的產業上。 (二) 目 標: 1. 理論: 從機率認識信息量測與多種「熵」的關係,其中「多尺度熵(MSE)」是彭仲康老師於2002年提出用以分析生理訊號的「複雜度(Complexity)」的動態生醫指標,也是本課程的重點。 2. 實作: 學習彭仲康老師發展的生理訊號分析方法 (複雜度 & MSE) (a) 了解穿戴式裝置的機制並應用來擷取資料 (b) 擷取自己的生理訊號 (譬如:心跳) (c) 將穿戴式裝置收集到的資料,透過手機藍芽,上傳到雲端資料庫中 (d) 學習生理訊號分析方法 (MSE) (e) 分析自己的生理訊號 3. 參考影片: 期末(考)成果展示範例 手機透過藍芽接受心電信號,存檔後將數據上傳雲端空間 https://www.youtube.com/watch?v=xqJKvOoySfc (時間50秒) (三) 背 景 & 師資: 美國哈佛大學醫學院彭仲康教授(電物系72級學長 & 2015年交大傑出校友)以其統計物理專長,發展了許多生醫技術,用以分析生理訊號的「複雜度」作為動態生醫指標,也稱為生命力指標。彭教授在哈佛醫學院領導「動態生醫指標中心」,同時也擔任交大講座教授。 交大前副校長祁甡教授是彭教授與徐琅教授當年的老師,如今他們合作,期望引導交大學生認識生醫物理領域。兩位電物博士生魏頌揚與黃瀚平經過一年培訓,於2015年10月成為第一批交大-哈佛交換生。他倆即將於2016年10月返台,擔任本課程的授課助教,分享在哈佛所學。 黃瀚平在哈佛大學交換期間主要研究心跳訊號與身體移動時重心的訊號,藉由這些訊號,利用彭教授的「複雜度」分析技術,判斷研究對象的身體狀況。 魏頌揚在哈佛大學交換期間主要研究站立時,身體重心的自然晃動訊號,藉由這些訊號,利用彭教授的「複雜度」分析技術,判斷研究對象的身體狀況。 上述三位老師與兩位博士生是本課程核心師資。 (四) 參考影片: 1. 目標: 生醫物理暨實作_前言 https://youtu.be/gpAC7Jp2nyM (時間3分05秒) 2. 背景: 生醫物理暨實作_哈佛與彭仲康教授簡介 https://youtu.be/zBcFYPX42xg (時間4分13秒) 3. 期末(考)成果展示範例: 手機透過藍芽接受心電信號,存檔後將數據上傳雲端空間 https://www.youtube.com/watch?v=xqJKvOoySfc (時間50秒)
興趣
由期中考、期中報告以及期末成果展示三個成績中自選兩個作為學期總分
- ‧ 課程介紹 ‧ 理論介紹 ‧ 自製穿戴式裝置
- ‧ 理論介紹 ‧ 學生自我目標介紹
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作目標討論
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作目標討論
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作目標討論
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作目標討論
- 期中考
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作與討論
- ‧ 劉承賢教授專題演講
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作與討論
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作與討論
- 期中報告
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作與討論
- ‧ 林仁山教授專題演講
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作與討論
- ‧ 理論介紹 ‧ 實作與討論
- ‧ 實作與討論
- 期末成果展示
| 週次 | 主題 |
|---|---|
| 第 1 週 | 課程進度: ‧ 課程介紹 ‧ 機率概論Probability basics ‧ 做中學 內容: ‧ Events, event space, and probabilities ‧ Combinatorics ‧ Combined, joint, and conditional probabilities ‧ 穿戴式裝置介紹 主題: ‧ 課程介紹 ‧ 機率概論 ‧ 穿戴式裝置介紹 |
| 第 2 週 | 課程進度: ‧ 機率分布 (Probability distributions) 內容: ‧ Mean and variance ‧ Exponential, Poisson, and binomial distributions ‧ Continuous distributions ‧ Uniform, exponential, and Gaussian (normal) distributions ‧ Central-limit theorem 主題: ‧ 機率分布 ‧ 穿戴式裝置實作 |
| 第 3 週 | 課程進度: ‧ 信息量測 (Measuring information) 內容: ‧ Making sense of information ‧ Measuring information ‧ Information bits ‧ R’enyi’s fake coin 主題: ‧ 信息量測 ‧ 穿戴式裝置實作 |
| 第 4 週 | 課程進度: ‧ 熵 (Entropy)簡介 內容: ‧ From Boltzmann to Shannon ‧ Entropy in dice ‧ Language entropy ‧ Maximum entropy (discrete source) 主題: ‧ 熵 (Entropy) ‧ 穿戴式裝置實作 |
| 第 5 週 | 課程進度: ‧ 互信息介紹 (Mutual information and more entropies) 內容: ‧ Joint and conditional entropies ‧ Mutual information ‧ Relative entropy 主題: ‧ 互信息介紹 ‧ 穿戴式裝置實作 |
| 第 6 週 | 課程進度: ‧ 微分熵(Differential entropy) 內容: ‧ Entropy of continuous sources ‧ Maximum entropy (continuous source) 主題: ‧ 微分熵 ‧ 穿戴式裝置實作 |
| 第 7 週 | 課程進度: ‧ 期中考 內容: ‧ 期中考 主題: ‧ 期中考 |
| 第 8 週 | 課程進度: ‧ 柯氏複雜性(Kolmogorov complexity)簡介 內容: ‧ Kolmogorov complexity ‧ 穿戴式裝置實作-心跳資料擷取 主題: ‧ 柯氏複雜性 ‧ Arduino裝置與心跳擷取 |
| 第 9 週 | 課程進度: ‧ 劉承賢教授專題演講 內容: ‧ ??? 主題: ‧ 資訊熵介紹 ‧ Android系統程式 ‧ 藍芽介面 |
| 第 10 週 | 課程進度: ‧ 樣品熵 (Sample entropy)簡介 內容: ‧ Sample entropy ‧ 穿戴式裝置實作-分析心跳資料的方法 主題: ‧ 樣品熵 ‧ 分析心跳資料應用 |
| 第 11 週 | 課程進度: ‧ 多尺度熵 (Multi Scale entropy)簡介 內容: ‧ Multi Scale entropy ‧ 穿戴式裝置實作-重心資料擷取 主題: ‧ 多尺度熵 ‧ 重心資料擷取 |
| 第 12 週 | 課程進度: ‧ 期中分組報告 內容: ‧ 期中分組報告 主題: ‧ 期中分組報告 |
| 第 13 週 | 課程進度: ‧ 林仁山教授專題演講 內容: ‧ ??? 主題: ‧ 遠端傳感器(remote sensors) |
| 第 14 週 | 課程進度: ‧ 熵 (Entropy of entropy)簡介 內容: ‧ Entropy of entropy ‧ 穿戴式裝置實作-分析重心資料理論 主題: ‧ 熵 ‧ 分析重心資料理論 |
| 第 15 週 | 課程進度: ‧ 熵在生醫領域的應用 內容: ‧ 熵在生醫領域的應用 ‧ 穿戴式裝置實作-重心資料分析 主題: ‧ 熵在生醫領域的應用 ‧ 重心資料分析 |
| 第 16 週 | 課程進度:(期末考) ‧ 期末成果展示 內容: ‧ 期末成果展示 主題: ‧ 期末成果展示 |
| 第 17 週 | 課程進度: ‧ 綜合生理資料分析 內容: ‧ 綜合生理資料分析 主題: ‧ 綜合生理資料分析 |
| 第 18 週 | 課程進度:(期末考) ‧ 期末成果展示 內容: ‧ 期末成果展示 主題: ‧ 期末成果展示 |
"Classical and Quantum Information Theory." Cariolaro, Gianfranco. Quantum Communications. Springer International Publishing, 2015
- 地點
- 基礎大樓(科三館)SC555
- 時間
- 星期三下午
- 聯絡方式
- 31244