《医学信号处理及应用》课程教学资源（PPT课件）第5章 生物医学信号处理

生物医学信号处理

生物医学信号处理

主要内容 ●51生物医学信号的特点 ●52生物医学信号的检测处理方法概述 53信号及其描述 54信号处理的一般方法 ●5.5应用实例

主要内容 ⚫ 5.1 生物医学信号的特点 ⚫ 5.2 生物医学信号的检测处理方法概述 ⚫ 5.3 信号及其描述 ⚫ 5.4 信号处理的一般方法 ⚫ 5.5 应用实例

51生物医学信号的特点 生物医学信号处理是生物医学工程学的 个重要研究领域,也是近年来迅速发 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

5.1 生物医学信号的特点 ⚫ 生物医学信号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 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

人体中每时每刻都存在着大量的生命信 息。由于我们的身体整个生命过程中都 在不断地实现着物理的、化学的及生物 的变化,因此所产生的信息是极其复杂 的 ●我们可以把生命信号概括分为二大类 化学信息 物理信息

⚫ 人体中每时每刻都存在着大量的生命信 息。由于我们的身体整个生命过程中都 在不断地实现着物理的、化学的及生物 的变化，因此所产生的信息是极其复杂 的。 ⚫ 我们可以把生命信号概括分为二大类： 化学信息 物理信息

●化学信息是指组成人体的有机物在发生变化时 所给出的信息,它属于生物化学所研究的范畴 ●物理信息是指人体各器官运动时所产生的信息 物理信息所表现出来的信号又可分为电信号和 非电信号两大类。 人体电信号,如体表心电(ECG)信号、脑电 (EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG) 胃电(EGG)等在临床上取得了不同程度的应 用。人体磁场信号检测近年来也引起了国内外 研究者和临床的高度重视,我们把磁场信号也 可归为人体电信号。 人体非电信号,如体温、血压、心音、心输出 量及肺潮气量等,通过相应的传感器,即可转 变成电信号。 ●电信号是最便于检测、提取和处理的信号

⚫ 化学信息是指组成人体的有机物在发生变化时 所给出的信息，它属于生物化学所研究的范畴。 ⚫ 物理信息是指人体各器官运动时所产生的信息。 物理信息所表现出来的信号又可分为电信号和 非电信号两大类。 ⚫ 人体电信号，如体表心电（ECG）信号、脑电 （EEG）、肌电（EMG）、眼电（EOG）、 胃电（EGG）等在临床上取得了不同程度的应 用。人体磁场信号检测近年来也引起了国内外 研究者和临床的高度重视，我们把磁场信号也 可归为人体电信号。 ⚫ 人体非电信号，如体温、血压、心音、心输出 量及肺潮气量等，通过相应的传感器，即可转 变成电信号。 ⚫ 电信号是最便于检测、提取和处理的信号

●上述信号是由人体自发生产的,称为 “主动性”信号。 ●另外,还有一种“被动性”信号,即人 体在外界施加某种刺激或某种物质时所 立生的信号。如诱发响应信号,即是在 刺激下所产生的电信号,在超声波及X 射线作用下所产生的人体各部位的超声 图象、X射线图象等也是一种被动信号 这些信号是我们进行临床诊断的重要工 具

⚫ 上述信号是由人体自发生产的，称为 “主动性”信号。 ⚫ 另外，还有一种“被动性”信号，即人 体在外界施加某种刺激或某种物质时所 产生的信号。如诱发响应信号，即是在 刺激下所产生的电信号，在超声波及X 射线作用下所产生的人体各部位的超声 图象、X 射线图象等也是一种被动信号。 这些信号是我们进行临床诊断的重要工 具

●我们这里所研究的生物医学信号即是上 述的包括主动的、被动的、电的和非电 的人体物理信息

⚫ 我们这里所研究的生物医学信号即是上 述的包括主动的、被动的、电的和非电 的人体物理信息

生物医学信号的主要特点 1.信号弱 ●2.噪声强 ●3.频率范围一般较低 °4.随机性强

生物医学信号的主要特点 ⚫ 1．信号弱 ⚫ 2．噪声强 ⚫ 3．频率范围一般较低 ⚫ 4．随机性强

●1.信号弱:直接从人体中检测到的生理 电信号其幅值一般比较小。如从母体腹 部取到的胎儿心电信号仅为10~50pV, 脑干听觉诱发响应信号小于1pV,自发 脑电信号约5~1501V,体表心电信号相 对较大,最大可达5mV。 因此,在处理各种生理信号之前要配置 各种高性能的放大器

⚫ 1．信号弱：直接从人体中检测到的生理 电信号其幅值一般比较小。如从母体腹 部取到的胎儿心电信号仅为10～50μV， 脑干听觉诱发响应信号小于1μV，自发 脑电信号约5～150μV，体表心电信号相 对较大，最大可达5mV。 ⚫ 因此，在处理各种生理信号之前要配置 各种高性能的放大器

2.噪声强:噪声是指其它信号对所研究 对象信号的干扰。如电生理信号总是伴 随着由于肢体动作、精神紧张等带来的 干扰,而且常混有较强的工频干扰;诱 发脑电信号中总是伴随着较强的自发脑 电;从母腹取到的胎儿心电信号常被较 强的母亲心电所淹没。这给信号的检测 与处理带来了困难。 因此要求采用一系列的有效的去除噪声 的算法

⚫ 2．噪声强：噪声是指其它信号对所研究 对象信号的干扰。如电生理信号总是伴 随着由于肢体动作、精神紧张等带来的 干扰，而且常混有较强的工频干扰；诱 发脑电信号中总是伴随着较强的自发脑 电；从母腹取到的胎儿心电信号常被较 强的母亲心电所淹没。这给信号的检测 与处理带来了困难。 ⚫ 因此要求采用一系列的有效的去除噪声 的算法