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生物醫學信號處理

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  劉海龍編著 國家生命科學與技術人才培養基地系列教材 

  《生物醫學信號處理》課程是生物醫學工程專業的專業基礎課,主要任務是:根據生物醫學信號特點,應用信息科學的基本理論和方法,研究如何從被干擾和雜訊淹沒的觀察記錄中提取各種生物醫學信號中所攜帶的信息,並對它們進步分析、解釋和分類。

  生物醫學信號處理,根據生物醫學信號的特點,對所採集到的生物醫學信號進行分析、解釋、分類、顯示、存儲、和傳輸。

  生物醫學信號,是屬於強雜訊背景下的低頻微弱信號,它是由複雜的生命體發出的不穩定的自然信號,從信號本身特徵、檢測方式到處理技術,都不同於一般的信號。

  從電的性質來講,可以分成電信號和非電信號,如心電、肌電、腦電等屬於電信號;其它如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈搏、心音等屬於非電信號,非電信號又可分為:① 機械量,如振動(心音、脈搏、心衝擊、Korotkov音等)、壓力(血壓、氣血和消化道內壓等)、力(心肌張力等);②熱學量,如體溫;③ 光學量,如光透射性(光電脈波、血氧飽和度等);④化學量,如血液的pH值、血氣、呼吸氣體等。如從處理的維數來看,可以分成一維信號和二維信號,如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈搏、心音等屬於一維信號;而腦電圖、心電圖、肌電圖、x光片、超聲圖片、CT圖片、核磁共振(Mm)圖像等則屬於二維信號。

  生物醫學信號的檢測方法 生物醫學信號檢測是對生物體中包含生命現象、狀態、性質、變數和成份等信息的信號進行檢測和量化的技術。生物醫學信號處理的研究,是根據生物醫學信號的特點,對所採集到的生物醫學信號進行分析、解釋、分類、顯示、存貯和傳輸,其研究目的一是對生物體系結構與功能的研究,二是協助對疾病進行診斷和治療。生物醫學信號檢測技術是生物醫學工程學科研究中的一個先導技術,由於研究者所站的立場、目的以及採用的檢測方法不同,使生物醫學信號的檢測技術的分類呈現多樣化,具體介紹如下:①無創檢測、微創檢測、有創檢測;② 在體檢測、離體檢測;③直接檢測、間接檢測;④ 非接觸檢測、體表檢測、體內檢測;⑤ 生物電檢測、生物非電量檢測;⑥形態檢測、功能檢測;⑦處於拘束狀態下的生物體檢測、處於自然狀態下的生物體檢測;⑧ 透射法檢測、反射法檢測;⑨一維信號檢測、多維信號檢測;⑩遙感法檢測、多維信號檢測;⑩一次量檢測、二次量分析檢測;⑩分子級檢測、細胞級檢測、系統級檢測。

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