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什么是生物医学信号处理根据生物医学信号特点应用信 息科学的基本理论和方法研究如何 从被干扰和噪声淹没的观察记录中提 取各种生物医学信号中所携带的信息 并对它们进步分析解释和分类 医学资料 2
信号的基本概念什么是信息 社会和日常生活中人们借助语言文字图象和数据等媒体表达
的感觉思想意见等统称为信息显然同一信息可用不同媒体来表
达什么是信号 为了有效地传播和利用信息常需要将信息转换成便于传输和处理
的信号信号是信息的载体是信息的表现形式一般表现为随时间变 化的某种物理化学和生物量在各种信号中电信号是一种最便于传 输控制和处理的信号由于医学中的许多非电信号通过前面讲的传感 器几乎都能转化成电信号因此在信号处理领域一般所说的信号就是 指电信号信号怎样描述 在数学上可以描述为一个或多个独立变量的函数如体温随时间
变化时间的函数平面图像可描述为像素的灰度变化随坐标xy变化 的函数信号还可以用图形测量数据或统计数据进行描述 医学资料 3
信号的基本概念信号的分类1确定性信号与随机信号 确定性信号任一由确定时间函数描述的信号对于这种信号给
定某一时刻后就能确定一个相应的信号值 随机信号信号是时间的随机函数事先无法预知它的变化规律2连续信号和数字信号 连续信号在某个时间区间内除有限个间断点外都有定义称该信
号在此区间为连续信号 数字信号仅在离散时刻上有定义而且信号幅值只能取某些规定
值的信号3周期信号和非周期信号信号的基本特征 时间特性信号持续时间的长短变化速度的快慢信号幅值的大
小以及随时间改变呈现出来的变化规律等时域分析 频率特性信号的频带宽度各正旋分量振幅相位随频率的分布
情况 频域分析 医学资料 4
生物医学信号的特点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5150μV
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 医学资料 5
生物医学信号的特点噪声强噪声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伴随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有效去除噪声的算法
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生物医学信号的特点频率范围一般较低经频谱分析可知 除声音信号如心音频谱成分较 高外其它电生理信号的频谱一般较 低如心电的频谱为00135Hz脑
电的频谱分布在l30Hz之间因此在信号的获取放大处理时要 充分考虑对信号的频率响应特性 医学资料 7
生物医学信号的特点随机性强生物医学信号是随机信号
一般不能用确定的数学函数来描述它的规律主要从大量统计结果中呈现出 来必须借助统计处理技术来检测辨
识随机信号和估计它的特征而且它往往是非平稳的即信号的统计 特征如均值方差等随时间变化而
改变这给生物医学信号的处理带来了困难
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表1 一些医学信号的特点
生物医学信号处理(全套课件362P)
