生物医学工程导论 第七章生物医学信号处理
第七章 生物医学信号处理 生物医学工程导论
医学信号的性质 对医学信号而言： 有的主要属于确定性信号（在有限的时间内），如心电、心 音、阻抗等； 有的似乎含随机成分多，如脑电、肌电、胃电（平滑肌电） 等。 因此，对医学信号的处理涉及对确定性信号的处理及对随机 信号的处理。 除此之外，近来还开展了信号混沌性的分析
医学信号的性质 对医学信号而言: 有的主要属于确定性信号（在有限的时间内），如心电、心 音、阻抗等; 有的似乎含随机成分多，如脑电、肌电、胃电（平滑肌电） 等。 因此，对医学信号的处理涉及对确定性信号的处理及对随机 信号的处理。 除此之外，近来还开展了信号混沌性的分析
医学系统的特点 (1)人体系统：严格说来，人体系统是非线性移变系统，一般 不能用工程中测量输入输出信号以确定线性系统的特性的 办法来确定人体系统特性或状态。 (2)医学信号处理的根本任务：在于有效地分析来自系统的信 号，正确地提取信号特征，寻求信号特征与系统状态的关 系，从分析信号的特征确定系统的状态（正常、病理），以 便作出医学决策。 因此医学信号处理的重点不在于实时传输，而在于时、频域 特征提取，以便作辨识（正常、大致正常、异常、严重异常 等)
(1)人体系统: 严格说来，人体系统是非线性移变系统，一般 不能用工程中测量输入输出信号以确定线性系统的特性的 办法来确定人体系统特性或状态。 (2)医学信号处理的根本任务: 在于有效地分析来自系统的信 号，正确地提取信号特征，寻求信号特征与系统状态的关 系，从分析信号的特征确定系统的状态(正常、病理)，以 便作出医学决策。 因此医学信号处理的重点不在于实时传输，而在于时、频域 特征提取，以便作辨识(正常、大致正常、异常、严重异常 等)。 医学系统的特点
医学信号处理系统的组成 处理医学信号的装置叫医学信号处理系统(DSPSM: Digital Signal Processing Systems for Medicine) 完整的医学处理系统可分为硬件及软件两个方面。在硬件 方面，又可分为模拟部分和数字部分。 医学信号，有的是电信号，但多数是非电信号，故医学信 号处理系统应包括将非电量转换成电量的信号换能分或 叫信号变换器(signal transformer)。 由于医学信号的微弱、低频及高噪的特点，医学信号处理 系统还包括有抗干扰性能强的模拟放大器(analog amplifier)。 最后是将模拟量变换成数字量或数字量变换成模拟量的模 数/数模转换器(ADCDAC: analog-digital converter/digita-analog converter)及计算机系统
医学信号处理系统的组成 处理医学信号的装置叫医学信号处理系统（DSPSM: Digital Signal Processing Systems for Medicine）。 完整的医学处理系统可分为硬件及软件两个方面。在硬件 方面，又可分为模拟部分和数字部分。 医学信号，有的是电信号，但多数是非电信号，故医学信 号处理系统应包括将非电量转换成电量的信号换能部分或 叫信号变换器(signal transformer)。 由于医学信号的微弱、低频及高噪的特点，医学信号处理 系统还包括有抗干扰性能强的模拟放大器(analog amplifier)。 最后是将模拟量变换成数字量或数字量变换成模拟量的模 数∕数模转换器( ADC∕DAC： analog-digital converter∕digital-analog converter)及计算机系统
医学信号处理系统各部分功能 (1)人体子系统：产生医学信号（信号源） (2)信号感知和变换子系统：拾取信号，如果是非电信号则将 非电学量转变成电学量，以便后续处理。要求该系统是非时变 线性系统。 (3)模拟放大子系统：放大微弱的医学信号。最高应达106以上 的放大倍数，要求高的（如大于90dB)共模抑制比(CMRR: common mode rejection ratio)的非时变线性系统。 (4)模数/数模转换子系统：模拟量转换为数字量。现有8位、 12位、16位及更多位转换精度及各种采样速率的器件（或系统 可选用 (5)计算机子系统：信号的处理、分析、保存、显示等。包括主 机和外设如打印机、绘图仪、鼠标器等
医学信号处理系统各部分功能 (1)人体子系统：产生医学信号（信号源）。 (2)信号感知和变换子系统：拾取信号，如果是非电信号则将 非电学量转变成电学量，以便后续处理。要求该系统是非时变 线性系统。 (3)模拟放大子系统：放大微弱的医学信号。最高应达10 6以上 的放大倍数，要求高的(如大于90dB)共模抑制比（CMRR: common mode rejection ratio）的非时变线性系统。 (4)模数∕数模转换子系统：模拟量转换为数字量。现有8位、 12位、16位及更多位转换精度及各种采样速率的器件(或系统) 可选用。 (5)计算机子系统: 信号的处理、分析、保存、显示等。包括主 机和外设如打印机、绘图仪、鼠标器等