复旦大学：《生理学》课程教学资源（PPT课件）医学信号处理原则和方法——医学信号概述

第二讲医学信号概述 2-1医学信号的类型 §2-2生物电信号的产生 §2-3生物电信号在生物体内的传导 §2-4生物电信号的频、幅特性和内、外源性王扰 §2-5生物电信号对放大器的要求

第二讲 医学信号概述 §2-1 医学信号的类型 §2-2 生物电信号的产生 §2-3 生物电信号在生物体内的传导 §2-4 生物电信号的频、幅特性和内、外源性干扰 §2-5 生物电信号对放大器的要求

§2-1医学信号的类型 主动信号 (1)电信号如：心电、脑电、肌电、皮肤电等。 (2)非电信号（经换能器转换成电信号）。 如：血压、呼吸、体温、脉搏等。 被动信号 超声波、同位素、X线等。如超声波，被 测物的信息将通过回波信号的幅度、频率及相 位来表现

§2-1 医学信号的类型 主动信号 （1）电信号如：心电、脑电、肌电、皮肤电等。 （2）非电信号（经换能器转换成电信号）。 如：血 压、呼吸、体温、脉搏等。 被动信号 超声波、同位素、Ｘ线等。如超声波，被 测物的信息将通过回波信号的幅度、频率及相 位来表现

医学研究中经常涉及的信号 ■ECG、脉搏波和心音图 ■动脉压、中心静脉压和左心室内压 ■呼吸波 ■中枢和外周神经放电 ■血流图和心动图 ■生物磁、生物光和生物声 ■图像和其他理化信息

医学研究中经常涉及的信号 ◼ ECG、脉搏波和心音图 ◼ 动脉压、中心静脉压和左心室内压 ◼ 呼吸波 ◼ 中枢和外周神经放电 ◼ 血流图和心动图 ◼ 生物磁、生物光和生物声 ◼ 图像和其他理化信息

§2-2生物电信号的产生 生物电现象 ·海洋中的电鳐能发电，古罗马人利用这种电来治疗 精神病患者。 ■非洲电鳐能产生350伏的电压 ■北大西洋的巨电鳐。能产生3千瓦功率的电脉冲。 ·捕蝇草、降藻、轮藻、含羞草等植物中也存在生命 电现象。科学家们用类似子测量动物神经的精细测 量素的测暑先鑫乳圆用的电场生宝昊值是相 微弱的，假如能把套豆根的能量集中起来，厕 千亿个蚕豆根所产生的电能总和，只能供给 一个 百瓦的灯泡发光。 ■1780~1794年，在蛙的神经肌肉标本上研究生物电

§2-2 生物电信号的产生 生物电现象 ◼ 海洋中的电鳐能发电，古罗马人利用这种电来治疗 精神病患者。 ◼ 非洲电鳐能产生350伏的电压。 ◼ 北大西洋的巨电鳐。能产生3千瓦功率的电脉冲。 ◼ 捕蝇草、降藻、轮藻、含羞草等植物中也存在生命 电现象。科学家们用类似于测量动物神经的精细测 量方法，测量出蚕豆根周围的电场，它的量值是相 当微弱的，假如能把蚕豆根的能量集中起来，则一 千亿个蚕豆根所产生的电能总和，只能供给一个一 百瓦的灯泡发光 。 ◼ 1780~1794年，在蛙的神经肌肉标本上研究生物电

人体活组织的每一个活动都伴随有 电现象。如神经传导、肌肉兴奋、心脏 跳动、大脑活动以及腺体分泌等等生理 过程，都产生相应的电变化。 对生物电的研究已成为了解生命活 动、研究生物功能、诊断疾病的可靠依 据

人体活组织的每一个活动都伴随有 电现象。如神经传导、肌肉兴奋、心脏 跳动、大脑活动以及腺体分泌等等生理 过程，都产生相应的电变化。 对生物电的研究已成为了解生命活 动、研究生物功能、诊断疾病的可靠依 据

生物电是如何产生的呢？ 任何动物组织，都是由一群细胞以及浸浴它] 的细胞间液所组成，所以要研究人体的生物电 必须从讨论人体细胞的电性质和他们之间产生 的电变化着手

生物电是如何产生的呢？ 任何动物组织，都是由一群细胞以及浸浴它们 的细胞间液所组成，所以要研究人体的生物电 必须从讨论人体细胞的电性质和他们之间产生 的电变化着手

细胞静息电位 A 电压放大器 示波器 描记器 电位(m) +20 0 -40 -60- -80- -100 时间

细胞静息电位

细胞内液和细胞外液中主要离子的浓度和电位 组织 离子 细胞外液 胞浆 平衡电位 静息电位 (mmol/L)(mmol/L)(mV) (mV) 枪乌鰂大神经 Na" 440 50 +55 -60 K 20 400 -75 CI- 560 52 -60 有机负离子 385 哺乳动物骨骼肌 Na 145 12 +67 -90 K 155 -98 9 120 -90 有机负离子 155

细胞内液和细胞外液中主要离子的浓度和电位 组 织 离子 细胞外液 胞浆 平衡电位 静息电位 （mmol/L） （mmol/L） （mV） （mV） 枪乌鰂大神经 Na+ 440 50 +55 –60 K+ 20 400 –75 Cl- 560 52 –60 有机负离子 385 哺乳动物骨骼肌 Na+ 145 12 +67 –90 K+ 4 155 –98 Cl- 120 4 –90 有机负离子 155

细胞膜结构 脂质双分子 膜外侧糖健 亲水性基团 蛋白质 疏水性基团

细胞膜结构

电化学驱动力=电位差驱动力+浓度差驱动力 膜内 细胞膜 膜外 K K K K+ K 浓度差 K 驱动力 K+ K+ K 电位差 K 个× 驱动力 K

电化学驱动力=电位差驱动力+浓度差驱动力