杭电生物医学信号处理复习分析报告.doc

生物医学信号处理复习 第一章 1.生物医学信号： 通过某些方法从生物体或人体采集得到，可以反映生物体或人体生理状态的各种信号。 用途：健康评估、临床诊断。 特点：包含大量冗余信息及非特异性信息；噪声。 2.医学信号分类 （1）从理化性质分 化学信号：如血糖、血脂、蛋白表达等——生化 物理信号：a.电信号：心电、脑电等 b.非电信号：血压、心音等 （2）从产生方式分 a.内源信号：人体自发产生的，检测系统无源，被测系统有源。心电、心音等。生理和病理信息载体。 b.外源信号：非自发产生，人体在外界检测系统作用下，对来自检测系统的信号产生透射、反射、折射或散射等作用，然后由检测系统再检测到这些经过人体变换后的信号。检测系统有源，被测系统无源。如B超、X射线系统等。临床诊断治疗的重要依据。 c.感生信号：检测到的信号是由外源信号所干声或诱发的内源信号。检测系统和被测系统均有源。如核磁共振信号。信号中某些参数携带病理、生理信息。 3.医学信号的特点 （1）信号特别弱 （2）干扰噪声特别强 （3）频率较低 （4）干扰与信号的频带重叠 （5）随机性强 （6）非线性 4.常用医学信号及特点 医学信号 常用测量传感器 幅度范围 频率范围/Hz 所含信息 心电ECG 体表电极心脏电极胎儿电极 0.01-4mV50mV0.01mV 0.05-250 心肌细胞产生、传导、兴奋 脑电EEG 头皮电极颅内电极 10-300μV0.01-100mV 0.5-100 神经细胞整体或局部电活动 诱发电位EP 帽状、针状或表面电极 1-100μV 1-3000 神经元群或神经系统完成功能时电活动 肌电EMG 针电极 0.1-5mV 5-2000 肌细胞兴奋收缩时的电活动 胃电EGG Ag/AgCl表面电极 0.01-1mV 0-1 胃完成功能时其平滑肌的电活动 心音PCG 压电、电容、电感、应变片换能器 人耳听觉阈值附近 0.005-2000 心脏在完成泵血功能过程中所产生的声音 生物医学信号处理的作用及任务 （1）作用 去除噪声、特征提取、信息整合 （2）任务 a.研究不同生物医学信号检测和提取的方法 b.研究突出信号本身、抑制或除去噪声的各种算法 c.研究对不同信号的特征的提取算法 d.研究信号特征在临床上的应用 第三章 1.脑电信号（Electroencephalogram, EEG） （1）·大脑中大量神经细胞进行自发和节律性活动时所表现出的电位信号。 ·可从头皮、脑皮层和脑皮层内部记录得到。 ·一定程度上反映大脑的功能状态和信息处理过程。 ·科学研究和临床诊断。 （2）信号产生 大脑中大量神经细胞产生并传导动作电位进行信息交互和处理过程中，导致的细胞膜外负电位在头皮和脑皮层的表现。 （3）特点 自发性、节律性、低频 脑电信号的分类和特点 诱发电位信号 （1）诱发电位（Evoked potentials, EPs） ·当某一特定的刺激，如声音、光线等作用于人体的感觉系统时，大脑中枢神经系统产生的与刺激具有一定相位差的电位。 ·各种诱发电位有特定的波形和相位 ·反映相关神经系统的功能 常用的诱发电位 ·皮层诱发电位 刺激于感觉系统 神经系统高级认知功能的体现 ·皮层下诱发电位 ·神经纤维诱发电位 常见诱发实验 ·过度呼吸诱发试验 在闭眼情况下让被试者以20~25次/min的速度作有规则的深呼吸3min，或不限时间而只作100~200次深呼吸。 正常表现：α波波幅增高，节律性增强；慢波增强，随深呼吸的进行，脑波波率渐慢，波幅渐高。在深呼吸停止后30秒，慢波完全消失。 ·睁闭眼诱发试验 在α波出现较好，波幅较高时，令受试者睁眼，持续5~10s后令其闭眼，间隔5~10s再重复一次。正常人在睁眼后约0.09~0.17s的潜伏期后出现α抑制而被β节律代替，在闭眼0.09~0.17s内α节律又迅速恢复。 ·闪光刺激诱发试验 强更光线作闪光刺激视网膜引起脑电图变化。 事件相关电位 ·人体诱发电位（evoked potential，EP） ·平均诱发电位（average evoked potentials, AEP） ·“事件相关电位”（event-related potential, ERP）：由于ERP是脑产生的，所以有人有时称之为事件相关脑电位（event-related brain potentials）。 ERP定义 ·广义：凡是外加一种特定的刺激作用于机体，在给予刺激或撤消刺激时，在神经系统任何部位引起的电位变化 。 ·狭义：凡是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统的某一部位，在给予刺激