生物医学信号处理

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1、生物医学信号处理刘晓胜（河北工业大学天津）【摘要】生物医学信号处理称为生物医学信号处理生物医学信号有一维、二维之分一般而言,将一维信号称为信号。其目的是有效的分析来自系统的信号，正确提取信号特征，以达到正确作出医学决策。【关键词】特点，分类，检测方法，处理技术，BiomedicalSignalProcessingLiuXiaoSheng(HebeiUniversityofTechnologyTianJin)Abstract:Biomedicalsignalprocessingcalledbiomedicalsignalprocessingbiomedicalsignalhasad2dofthe

2、pointsingeneral,willbeonedimensionalsignalcalledsignalitspurposeiseffectiveanalysisfromthesystemsignal,thecorrectsignalfeatureextraction,inordertoachievetherighttomakemedicaldecisions.Keywords:characteristics,classification,detectionmethod,processingtechnology.引言生物医学信号采集与处理是生物医学工程学的一个重要研究领域，也是近年来迅速发

3、展的数字信号处理技术的一个重要的应用方面，正是由于数字信号处理技术和生物医学工程的紧密结合，才使得我们在生物医学信号特征的检测、提取及临床应用上有了新的手段，因而也帮助我们加深了对人体自身的认识。本文主要完成了以下的工作：①研究了LM35温度传感器的温度特性，基于LM35的数字体温计的硬件电路和软件系统；并以此为例来说明生物医学信号的采集技术及其应用。1.生物医学信号的特点生物医学信号由于受到人体诸多因素的影响,因而有着一般信号所没有的特点。(1)信号弱。例如从母体腹部取到的胎儿心电信号10~50μV，脑干听觉诱发响应信号小于1μV。(2)噪声强。由于人体自身信号弱,加之人体又是一个复杂的整体

4、,因此信号易受噪声的干扰。如胎儿心电混有很强噪声,它一方面来自肌电、工频等干扰；另一方面,在胎儿心电中不可避免地含有母亲心电,母亲心电相对我们要提取的胎儿心电则变成了噪声。(3)频率范围一般较低。除心音信号频谱成份稍高外,其他电生理信号频谱一般较低。(4)随机性强。生物医学信号不但是随机的,而且是非平稳的。正是因为生物医学信号的这些特点,使得生物医学信号处理成为当代信号处理技术最可发挥其威力的一个重要领域。2.生物医学信号的分类生物信号如从电的性质来讲,可以分成电信号和非电信号。如心电、肌电、脑电等属于电信号;其它如体温、血压、呼吸、血流量、脉搏、心音等属于非电信号,非电信号又可分为:(1)机

5、械量,如振动(心音、脉搏、心冲击、血管音等)、压力(血压、气压和消化道内压等)、力(心肌张力等);(2)热学量,如体温;(3)光学量,如光透射性(光电脉波、血氧饱和度等);(4)化学量,如血液的pH值、呼吸气体等。如从处理的维数来看,可以分成一维信号和二维信号,如体温、血压、呼吸、血流量、脉搏、心音等属于一维信号;而脑电图、心电图、肌电图、X光片、超声图片、CT图片、核磁共振(MRI)图像等则属于二维信号。3.生物医学信号的检测方法生物医学信号检测是对生物体中包含生命现象、状态、性质、变量和成份等信息的信号进行检测和量化的技术。生物医学信号处理的研究,是根据生物医学信号的特点,对所采集到的生物

6、医学信号进行分析、解释、分类、显示、存贮和传输,其研究目的一是对生物体结构与功能的研究,二是协助对疾病进行诊断和治疗。生物医学信号检测技术是生物医学工程学科研究中的一个先导技术,由于研究者所站的立场、目的以及采用的检测方法不同,使生物医学信号的检测技术的分类呈现多样化,具体介绍如下:（1）无创检测、微创检测、有创检测;（2）在体检测、离体检测;（3）直接检测、间接检测;（4）非接触检测、体表检测、体内检测;（5）生物电检测、生物非电量检测;（6）形态检测、功能检测;（7）处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;（8）透射法检测、反射法检测;（9）一维信号检测、多维信号检测;（1

7、0）一次量检测、二次量分析检测;（11）分子级检测、细胞级检测、系统级检测。4.生物医学信号的检测方法生物医学信号检测是对生物体中包含生命现象、状态、性质、变量和成份等信息的信号进行检测和量化的技术。生物医学信号处理的研究,是根据生物医学信号的特点,对所采集到的生物医学信号进行分析、解释、分类、显示、存贮和传输,其研究目的一是对生物体结构与功能的研究,二是协助对疾病进行诊断和治疗。生物医学信号检测