生物医学信号的检测

?3.如果生物信号为时间的函数关系，分为稳 定信号和非稳定信号
?（1）稳定波形：准周期或非周期函数 ?（2）随机性波形：趋势分析
食
品
职
业
学
院
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?三、生物医学信号的基本特征
山 ?1.信号具有强烈的随机性
东 ?特点：
药 ?变异性：因人而异，同一个人在不同时刻也 品 不同
食 ?非平稳性：信号的统计特性随时间而变。
业
学
院
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生物医学信号的监测
山 东
? 一、无创测量
药 ?对来自于机体原体的直接信号或间接信号
品 进行非侵入式测量的技术成为无创测量。
食 ?无创测量的重要特征:是测量的探测部分
品 不侵入机体，不造成机体创伤，测量时通
职 常在体外，尤其是在体表间接测量人体的业 生理和生化参数。学 Nhomakorabea院
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生物医学信号的监测
品
职
业
学
院
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? 二、有创测量
山 ?有创测量也称为侵入式测量。采用将测量探头或者 东 微电子侵入机体的方式，引导或传感有关生命体的
药 生理和生化参数。
品 ?1. 埋植式测量
食 ?常用的测量装置包括埋植式刺激器、埋植式药疗
品 （控制）装置、埋植式人工器官及辅助装置和医学
职 传感器等，用来测定生命体内的生理参数、生化参
品 职
?分析方法：自适应处理技术：使处理的参数 随信号的非平稳性而变。
业
学
院
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?三、生物医学信号的基本特征
山 ?2.信号的噪声背景和干扰性强
东 ?伪迹、工频共模干扰
药 ?处理方法
品 ?（1） 加法结合：若频率不相交叠，采用频
食 品 职
率滤波。若频率相重叠，采用自适应处理技 术。 ?（2）乘法性信号：采用广义线性滤波。
业 ?（1）生物的直接信号频率较低。
学 ?（2）间接信号的工作频率一般处于兆赫甚
院 至更高。
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生物医学信号的监测
山 东 药 品
? 生物医学信号检测是对生物体中包含的生 命现象、状态、性质、变量和成分等信息 进行检测和量化的技术。
食 ?信息来源
品 ?（1）人体内部的固有信息
职 ?（2）借助于外能获得的信息
生物医学信号的检测
山 东
? 生物医学信号
药 ?生物医学信号的检测
品 ?生物医学用传感器
食
品
职
业
学
院
1
生物医学信号
山 ?一、概述
东 药 品 食 品 职
? 1.生物信号处理的目的 ? 从信号中得到有用信息 ? 生物信号处理的步骤 ? （1）测量或观察，即信号获取
? 非电信号用生物传感器转化为电信号，电信号用 电极获取。
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生物医学信号的监测
山 ?（3）核医学检测
东 ?利用各种反射性探测器检测引入人体脏器
药 中的放射性核素所产生的射线，探测器将
品 射线的辐射能转换成光能，再转换成电能，
食 品 职 业
最后将探测器输出得到信号放大处理，得 到组织形态的诊断结果或图形信号 ? （4）医用超声检测 ? 利用超声波作为外能射向人体，利用探测 器检测回波，经放大处理后得到人体组织、
院
CT。 ? 无论直接信号还是间接信号检测器都在体外。
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?2.按信号产生的不同机理和不同表现进行分
山类 东 ?（1）物理信号：如压力、温度等 药 ? (2) 生物电信号 品 ?（3）生物信号 食 ?①化学量信号：如血气、电解质等。 品 ?②生物量信号：如酶活性、蛋白质等。 职 业 学 院
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山 东 药 品
山 ?1.借助外能的无创伤检测 东 ?生物体的结构、形态的信息往往不能从肌 药 体直接测量，必须借助外能对人体激励后
品 才能得到这类结构、图形信息。
食 ?（1）医学光学检测
品 ?利用光对人体器官、血液的作用再通过光
职 学系统接受返回的信息供以观察。
业 ?（2）医学X射线检测
学 院
? 利用X射线透射到人体，通过对透射射线 的处理进行观察。
学
院
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?3.生物磁信号的无创检测
山 ?（1）生物磁信号：人体从细胞到组织器官
东 药
由于生物电传输必然产生生物磁场，生物磁 信号非常微弱
品 食
?（2）检测方法：采用超导量子干扰仪，只 需在人体的某一点或某一部位进行非接触式 测量，就可用探头直接提取磁场强度分布。
品 ?4.生理声信号的无创检测
职 ?（1）生理声信号：人体中许多器官按一定
业
学
院
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?三、生物医学信号的基本特征
山 ?3.生物医学信号具有高度的动态性或不可重 东 复性
药 ?绝大多数信号无法只用几个参数就可描述，
品 食
具有很大的变化性。如果生产信号的生理过 程处于动态，描述该信号的参数也在不断变 化。
品 ?4.由于生物系统复杂的生命运行机理，生物 职 医学信号具有复杂的频率谱带。
业 ?（2）信号转化
学 ?消减干扰，去除无用信号，获得具有诊断价值的
院 有用信号
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生物医学信号
山
东
药 ?（3）计算提取具有医学诊断价值的特征
品 参数
食 ?所获得的信息必须具有辨识力，能够区分
品 疾病。
职 业 学
?（4）信号解释或信号分类 ?方法：统计学或多种方法相结合
院
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山 东
? 二、生物医学信号的分类 ? 1.根据信号源产生的不同方式进行分类 ? （1）直接信号
业 学
数的长期变化，或用来替代功能缺损的器官，也可 用来诊断与治疗某些疾病。
院
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? （1）特点
山 ?①只是在埋植电子装置时动一次手术，以后便可在
东 体外进行连续的实时测量。
学 结构、形态的图形。
院
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?2.生物电信号的无创检测
山 ?（1）是指在体表进行的生物电位及其他电 东 特性（阻抗）测量。
药 ?（2）无创测量的方法
品 食
?①自发信号：直接用生物电极测量生物电位， 如心电图、脑电图
品 职 业
?②诱发信号：用生物电极测量生物电位，如 眼电、肌电
?③采用生物电阻抗测量技术:断层成像
药 ?由生命体自身产生。如心电图、脑电图等。
品 ?特点：信号微弱、信噪比低。
食 ?（2）间接信号
品 职
? 对生命系统施加特定的输入，再接受或测量其输出 信号，从而计算出系统的静态或动态参数。
?①遥测型：特点：发射源在体外，如 B超、X射线
业 摄影装置。
学 ?②遥感型：特点：发射源在体内，如单光子发射
业 规律运动时，振动发出的声音信息。
学 ?（2）无创检测:分为自发声信息和诱发声信 院 息。
?（3）举例：以耳声发射的测量为例。
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生物医学信号的监测
山 东 药
? 5.人体深部体温的测量
? （1）为什么要测量深部体温：在对人体内的组 织或器官进行热作用治疗时，需要检测深部体温
品 以控制热功率。
食 ?（2）方法：热流补偿法