【正文】 在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理領(lǐng)域，在生物系統(tǒng)生理狀態(tài)相關(guān)的有用信息的提取對(duì)于系統(tǒng)狀態(tài)的研究和診斷有重要意義。 4. Hibert變換與瞬時(shí)頻率 ? 對(duì)于非平穩(wěn)信號(hào)，“瞬時(shí)”的概念顯然有其重要的意義，分析瞬時(shí)的時(shí)頻信息可以得到更好地生理學(xué)意義。 時(shí)頻聯(lián)合分析 11,t ? 22,t ?1 2 1 2,22tt ????3. 一維小波變換 ? 小波分析作為優(yōu)良的時(shí)頻信號(hào)分析工具，是近 20年發(fā)展起來的。不確定性原理告訴我們：我們不可能在時(shí)域和頻域內(nèi)同時(shí)獲得清晰解，這也限制了這一方法的應(yīng)用。 時(shí)頻聯(lián)合分析 1. 短時(shí)傅里葉變換 ? STFT（ short time Fourier transform）是最基本的一種時(shí)頻分析方法，它是由 Gabor于 1946年首先創(chuàng)建的。Movingaverage, ARMA） 模型 ? 若 不全為零， 也不全為零，則該參數(shù)模型被稱為自回歸模型滑動(dòng)平均模型，極為 ARMA(p,q)，其中 p和 q為 ARMA模型的階數(shù)， ARMA模型的傳遞函數(shù)既包含零點(diǎn)，又包含極點(diǎn)，所以ARMA模型也叫做 零極點(diǎn)模型 。 ? 假設(shè)隨機(jī)信號(hào) x(m)是由白噪聲 n(m)激勵(lì)某一確定性的線性系統(tǒng)H(z)所產(chǎn)生的。而對(duì)于任意一個(gè) 周期信號(hào) f(t)都可用傅立葉級(jí)數(shù)表示為： 其中， 即任何一個(gè)周期函數(shù)都可以展開成為頻率值為基頻 ω和其 m次倍頻 mω的三角函數(shù)和的形式，系數(shù) am即為信號(hào) f(t)所包含的該頻率成分的頻譜。以 m為橫軸， rxy (m)為縱軸可畫出相關(guān)函數(shù)曲線，該曲線反映了 x(n)和 y(n)的相似程度。 相干平均算法 ? 相干平均 (Coherent Average)法又稱疊加平均技術(shù)，常用以提取被背景信號(hào)淹沒的目標(biāo)信號(hào)，如各種誘發(fā)電位和事件相關(guān)電位的提取。 ? 嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)：現(xiàn)階段以 Inter為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，為數(shù)據(jù)采集、測(cè)量及儀器技術(shù)帶來了前所未有的發(fā)展空間和機(jī)遇，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集技術(shù)與具備網(wǎng)絡(luò)通訊功能的新型采集、處理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。為了提高模擬輸入信號(hào)的信噪比，常常需要使用濾波器對(duì)噪聲信號(hào)進(jìn)行一定的衰減。對(duì)于通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般希望有盡可能快的速度，以滿足更多地應(yīng)用環(huán)境。動(dòng)態(tài)標(biāo)定還需要繪出其頻響曲線以及階躍響應(yīng)曲線。V 80mV 心磁 1010 T量級(jí) 腦磁 1012 T量級(jí) 眼磁 1011 T量級(jí) 肺磁 108 T量級(jí) 部分常見生理信號(hào)的頻率范圍 生理信號(hào) 頻率范圍（ HZ） 心電 – 250 腦電 0 – 150 肌電 0 – 10000 眼電 /視網(wǎng)膜電 0 – 50 胃電 – 20 血流量 0 – 30 動(dòng)脈血壓 0 – 100 靜脈血壓 0 – 50 脈搏波 – 50 心音 2 – 2022 呼吸率 – 10 1. 傳感器的包封材料應(yīng)該有很好的生物相容性，能耐受體液的長(zhǎng)期腐蝕，不凝血、不溶血，不受生物排異反應(yīng)的影響； 2. 傳感器的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)被測(cè)部分的解剖結(jié)構(gòu)，使用時(shí)不應(yīng)損傷組織； 3. 傳感器要由足夠的牢固性，在引入被測(cè)部位時(shí)，傳感器不能損壞； 4. 傳感器和人體要由足夠的電絕緣，即使在傳感器損壞的情況下，人體受到的電壓必須低于安全值，不安全的電壓決不能加到人體上； 5. 傳感器不能給生理活動(dòng)帶來負(fù)擔(dān)，也不應(yīng)干擾正常的生理功能； 6. 對(duì)于植入體內(nèi)長(zhǎng)期使用的傳感器，不應(yīng)引起贅生物； 7. 在結(jié)構(gòu)上要便于消毒。 ? 這種分類方法有利于仿生學(xué)的發(fā)展，對(duì)推動(dòng)新型生物醫(yī)學(xué)傳感器的開發(fā)也是有利的。2022/2/2 1 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)獲取 與醫(yī)學(xué)信號(hào)處理 本章主要內(nèi)容 ?生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的主要類型及其典型特征 ?生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)獲取與檢測(cè)技術(shù)概述 ?生物醫(yī)學(xué)信號(hào)常用處理方法 生物醫(yī)學(xué)信號(hào) ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)：由生命體獲得的信號(hào)，包括生理過程自發(fā)產(chǎn)生的，以及外界施加于生物體后再由生物體響應(yīng)后產(chǎn)生出來的。 ? 生物醫(yī)學(xué)傳感器具有如下特殊性： 1. 檢測(cè)距離越遠(yuǎn)越好 2. 非接觸與無損傷或低損傷 3. 體內(nèi)傳感器 4. 生物醫(yī)學(xué)傳感器的優(yōu)化 5. 生物醫(yī)學(xué)傳感器的設(shè)計(jì) 6. 適應(yīng)各種對(duì)象和環(huán)境 生物醫(yī)學(xué)傳感器的特殊性 部分生物電和生物磁信號(hào)的幅度范圍 被測(cè)信號(hào) 幅值范圍 心電（皮膚電極） 50181。 生物醫(yī)學(xué)傳感器的安全性 生物醫(yī)學(xué)傳感器的標(biāo)定 ? 傳感器的標(biāo)定是指當(dāng)一個(gè)傳感器裝配完成后，得到精度足夠高的基準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備，對(duì)傳感器的輸入輸出關(guān)系進(jìn)行校驗(yàn)的過程； ? 校準(zhǔn)是指在使用過程中或長(zhǎng)期儲(chǔ)存后進(jìn)行的性能與精度的定期復(fù)測(cè)。 新型生物醫(yī)學(xué)傳感器及系統(tǒng) ? 新型生物醫(yī)學(xué)傳感器： 1. 仿生化學(xué)傳感器陣列系統(tǒng) 電子鼻及電子舌 2. 基于激光技術(shù)的生物傳感器 3. 納米傳感器 ? 數(shù)據(jù)采集（ Data Acquisition） ：就是將要獲取的信息通過傳感器轉(zhuǎn)換為信號(hào)，并經(jīng)過信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼和傳輸?shù)炔襟E，最后送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行處理、分析、存儲(chǔ)和顯示、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與外部世界聯(lián)系的橋梁，是獲取信息的重要途徑。 5. 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電路集成度的提高，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的體積越來越小，可靠性越來越高，甚至出現(xiàn)了單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ? 多路模擬開關(guān)：多路模擬開關(guān)可以分時(shí)選通來自多個(gè)輸入通道中的某一路通道。 嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 生物醫(yī)學(xué)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 傳 感 器A / D 轉(zhuǎn) 換 器信 號(hào) 調(diào) 理 電 路 微 處 理 器 射 頻 模 塊存 儲(chǔ) 器電 池 及 電 源 管理 電 路無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖 ? 生物醫(yī)學(xué)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)： 1. 路由協(xié)議 2. MAC協(xié)議 3. 拓?fù)淇刂? 4. 定位技術(shù) 5. 時(shí)間同步技術(shù) 6. 安全技術(shù)