生物信号根基知识.ppt

* * * 二、人体控制功能的特点 负反馈机制 双重支配性 多重层次性 适应性 非线形 三、生物信号的基本特征 不稳定性 非线性 概率性 四、生物信号的检测与处理 生物信号检测 考虑到生物信号的特点，针对不同生理参量，采用不同的方式。 生物信号处理 模数变化、非线性信号-线性化处理、时域-频域转化等等。 第二节：医学电子仪器的结构 和工作方式 信号采集系统 信号处理系统 记录与显示 辅助系统 一、医学电子仪器的基本构成 医学电子仪器基本构成 1.生物信号采集系统 根据生物信息的特点，针对不同的生理参量，采用不同的方式（传感器和处理电路） 2.生物信号处理系统 为了从检测到的信号中获得更多的有用信息，同时使信息的特征更明确、更准确、更直观 3.生物信息的记录与显示系统 直接描记式记录器 存储记录器 数字式显示器 4.辅助系统 控制和反馈 数据存储和传输 标准信号产生 外加能量源 医学电子仪器结构框图 二、医学仪器的工作方式 直接和间接 实时和延时 间断和连续 模拟和数字 第三节：医学仪器的特性与分类 一、医学仪器的主要技术特性 1.准确度（Accuracy） 2.精密度(Precision) 3.输入阻抗(Input impedence) 4.灵敏度(Sensitivity) 5.频率响应(Frequency response) 6.信噪比(Signal to Noise Ratio) 7.零点漂移(Zero drift) 8.共摸抑制比(CMRR common mode rejection ratio) （一）准确度（Accuracy） 准确度是衡量仪器测量系统误差的一个尺度。准确度可理解为测量值与理论值之间的接近程度。 理论值－测量值 准确度＝ 理论值 ?100% （二）精密度(Precision) 精密度是指仪器对测量结果区分程度的一种度量。表示从所选定的已知数据中可能分辨的数值。 （三）输入阻抗(Input impedence) 通常称外加输入变量（如电压、力、压强等）与相应应变量（如电流、速度、流量等）之比为仪器的输入阻抗。 输入阻抗Z为被测量的输入变量X1和另一固有变量X2的比值。即 信号功率为 （四）灵敏度(Sensitivity) 仪器的灵敏度是指输出变化量与引起它变化的输入变化量之比。 （线性和非线性） （五）频率响应(Frequency response) 仪器保持线性输出时，允许其输入频率变化的范围，它是衡量系统增益随频率变化的一个尺度。 （六）信噪比(Signal to Noise Ratio) 信噪比定义为信号功率PS与噪声功率PN之比，即 为了便于对信噪比作定量比较，常以输入端短路时的内部噪声电压作为衡量信噪比的指标，即 （七）零点漂移(Zero drift) 仪器的输入量在恒定不变（或无输入信号）时，输出量偏离原来起始值而上、下漂动、缓慢变化的现象称为零点漂移。 （八）共摸抑制比(CMRR common mode rejection ratio) 放大差模信号和抑制共模信号的能力为共模抑制比，用下式表示： 二、医学仪器的特殊性 被作用对象（人）的特殊性决定了医学仪器的特殊性 1.噪声特性 2.个体差异与系统性 3.生理机能的自然性 4.接触界面的多样性 5.操作与安全性 （一）噪声特性 从人体拾取的生物信号不仅幅度微小，而且频率也低。必须尽量采取各种抑制措施，使噪声影响减至最小。一般来说，限制噪声比放大信号更有意义。 （二）个体差异与系统性 人体个体差异相当大，用医学仪器作检测时，应从适应人体的差异性出发，要有相应的测量手段。 人体又是一个复杂的系统，测定人体某部分的机能状态时，必须考虑与之相关因素的影响。要选择适当的检测方法，消除相互影响，保持人体的系统性相对稳定。 （三）生理机能的自然性 在检测时，应防止仪器（探头）因接触而造成被测对象生理机能的变化。因为只有保证人体机能处于自然状态下，所测得的信息才是可靠的、准确的。 （四）接触界面的多样性 为了能测得人体的生物信息、必须使传感器（或电极）与被测对象间有一个合适的、接触良好的接触界面。 （五）操作方便与安全性． 在医学仪器的临床应用中，操作者为医生或医辅人员，因此要求医学仪器的操作必须简单、方便、适用和可靠。 另外，医学仪器的检测对象是人体，应确保