生物医学信号研究概况.doc

生物医学信号研究概况 生物医学信号研究概况关键词：研究概况生物医学信号属于强噪声背景下的低频微弱信号它是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号从信号本身特征、检测方式到处理技术都不同于一般的信号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信号弱例如从母体腹部取到的胎儿心电信号1050V脑干听觉诱发响应信号小于1V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、脉博、心音等属于非电信号非电信号又可分为：机械量如振动（心音、脉搏、心冲击、Korotkov音等）、压力（血压、气血和消化道内压等）、力（心肌张力等）；热学量如体温；光学量如光透射性（光电脉波、血氧饱和度等）；化学量如血液的pH值、血气、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、脉博、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系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：无创检测、微创检测、有创检测；在体检测、离体检测；直接检测、间接检测；非接触检测、体表检测、体内检测；生物电检测、生物非电量检测；形态检测、功能检测；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；透射法检测、反射法检测；一维信号检测、多维信号检测；遥感法检测、多维信号检测；一次量检测、二次量分析检测；分子级检测、细胞级检测、系统级检测4生物医学信号的处理技术自然界中广泛的生物医学信号是连续的人们处理生物医学信号的程序一般是先经A/D转换将其转换成数字信号然后送到计算机中进行处理本文对一维信号的处理方法进行探讨4.1时域方法AEV方法AEV方法原是通信研究中用于提高信噪比的一种叠加平均法在医学研究中也叫平均诱发反应法简称AEV（averagedevokedresponse）方法所谓诱发反应就是肌体对某个外加刺激所产生的反应AEV方法常用来检测那些微弱的生物医学信号如希氏束电图、脑电图、耳蜗电图等希氏束电图的信号幅度仅110V它们在用AEV方法检测之前几乎或完全淹没在很强的噪声中这些噪声包括自发反应、外界干扰、仪器噪声AEV方法要求噪声是随机的并且其协方差为零信号是周期或重复产生的这样经过N平方次叠加信噪比可提高N倍使用AEV方法的关键是寻找叠加的时间基准点 生物医学信号研究概况关键词：研究概况生物医学信号属于强噪声背景下的低频微弱信号它是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号从信号本身特征、检测方式到处理技术都不同于一般的信号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信号弱例如从母体腹部取到的胎儿心电信号1050V脑干听觉诱发响应信号小于1V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、脉博、心音等属于非电信号非电信号又可分为：机械量如振动（心音、脉搏、心冲击、Korotkov音等）、压力（血压、气血和消化道内压等）、力（心肌张力等）；热学量如体温；光学量如光透射性（光电脉波、血氧饱和度等）；化学量如血液的pH值、血气、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、脉博、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系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：无创检测、微创检测、有创检测；在体检测、离体检测；直接检测、间接检测；非接触检测、体表检测、体内检测；生物电检测、生物非电量检测；形态检测、功能检测；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；透射法检测、反射法检测；一维信号检测、多维信号检测；遥感法检测、多维信号检测；一次量检测、二次量分析检测；分子级检测、细胞级检测、系统级检测4生物医学信号的处理技术自然界中广泛的生物医学信号是连续的人们处理生物医学信号的程序一般是先经A/D转换将其转换成数字信号然后送到计算机中进行处理本文对一维信号的处理方法进行探讨4.1时域方法AEV方法AEV方法原是通信研究中用于提高信噪比的一种叠加平均法在医学研究中也叫平均诱发反应法简称AEV（averagedevokedresponse）方法所谓诱发反应就是肌体对某个外加刺激所产生的反应AEV方法常用来检测那些微弱的生物医学信号如希氏束电图、