醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)獲取與醫(yī)學(xué)信號(hào)處理-展示頁(yè)
2025-01-14 22:11本頁(yè)面
【正文】 種人為的干擾源。由于傳感器輸出的信號(hào)較小，因此需要加以放大以滿足大多數(shù) A/D轉(zhuǎn)換器的滿量程輸入（ 5V10V）要求。 現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ? 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分，其中硬件部分又可分為模擬部分和數(shù)字部分。 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)。 4. 速度快，數(shù)據(jù)采集過程一般都具有實(shí)時(shí)特性。 2. 軟件在數(shù)據(jù)采集中的作用越來越大，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和功能。對(duì)于任何量值得測(cè)試都要有一定的精確要求，否則將失去采集的意義；提高數(shù)據(jù)采集的速度不僅僅可以提高工作效率，更主要的是擴(kuò)大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的使用范圍，便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)試。 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。但是，通常不論系統(tǒng)是線性的還是非線性的，都應(yīng)繪制出其響應(yīng)曲線。由于要得到一個(gè)已知的動(dòng)態(tài)信號(hào)源是很困難的，因此，動(dòng)態(tài)標(biāo)定常常建立在靜態(tài)標(biāo)定的基礎(chǔ)上。 ? 標(biāo)定的基本方法是：將由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備產(chǎn)生的大小已知的模擬生理量（如壓力、溫度等） 作為傳感器的輸入，然后測(cè)量傳感器的輸出，它可能是電壓、電流，也可能是電表、記錄儀或示波器上顯示的幅度。 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)。V 視網(wǎng)膜電位 0 1mV 眼電 – 5mV 腎電位 10181。V 10mV 細(xì)胞電位 100181。V 300181。 ? 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。 1. 物理傳感器 2. 化學(xué)傳感器 3. 生物傳感器 ? 按人的感覺功能分類：視覺傳感器、聽覺傳感器、觸覺傳感器、嗅覺傳感器和味覺傳感器。它是醫(yī)學(xué)測(cè)量的第一個(gè)環(huán)節(jié)，是醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)制造的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的過程： 信號(hào)的獲取 → 信號(hào)的預(yù)處理 → 信號(hào)的特征提取 → 模式分類 → 診斷結(jié)論 信號(hào)的獲取與檢測(cè) 信號(hào)的處理 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)的獲取與檢測(cè)技術(shù) 信號(hào)特點(diǎn) 傳感器 /電極 數(shù)據(jù)采 集電路 嵌入式數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 傳感器 ? 生物信息：能表征生命體生理狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的信息 ? 生物醫(yī)學(xué)傳感器：那些能將生物體各種不同的生命信息轉(zhuǎn)換為生物測(cè)量和醫(yī)學(xué)儀器可用信號(hào)的器件或裝置。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)信號(hào)的主要類型： 1) 電生理信號(hào) 2) 非電量醫(yī)學(xué)信號(hào) 3) 醫(yī)學(xué)成像 (被動(dòng)信號(hào) ) 生物醫(yī)學(xué)信號(hào) ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的典型特征： 1) 信號(hào)微弱 2) 干擾強(qiáng) 3) 頻率范圍較低 4) 非平穩(wěn)信號(hào) /隨機(jī)信號(hào) 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理 ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理：是研究從被干擾和噪聲淹沒的信號(hào)中提取有用的生物醫(yī)學(xué)信息的特征并作模式分類的方法。 ? 生物醫(yī)學(xué)傳感器能感知生物體內(nèi)各種生理的、生化的和病理的信息，把它們傳遞出來并轉(zhuǎn)換為容易處理的電信號(hào)。 生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的各種參數(shù) 位移 血管內(nèi)、外徑，主動(dòng)脈、腔動(dòng)脈尺寸，肢體容積變化，胸廓變化，心臟收縮變化，骨骼肌 收縮變化，腸蠕動(dòng)等 器官幾何結(jié)構(gòu) 心臟幾何形狀、胃幾何形狀、腎幾何形狀等 速度 血流速度，排尿速度，分泌速度，發(fā)汗速度，流淚速度，呼吸氣流速，神經(jīng)傳導(dǎo)速度等 振動(dòng)（加速度） 心音、呼吸音、血管音，脈搏、心尖搏動(dòng)、心瓣膜振動(dòng)、手顫、頸動(dòng)脈搏動(dòng)、脈象、語音 、腸鳴音等 壓力 血壓、眼壓、心內(nèi)壓、顱內(nèi)壓、胃內(nèi)壓、食道壓、膀胱壓、子宮內(nèi)壓、胸腔內(nèi)壓、脊髓壓 、血管內(nèi)壓、腸內(nèi)壓、咬合壓等 力 心肌力、肌肉力、咬合力、骨骼負(fù)載力、血液黏滯力、手握力等 流量 血流量、呼吸流量、尿流量、心輸出量等 溫度 體表溫、口腔溫、直腸溫、皮膚溫、體核溫、心內(nèi)溫、腫物溫、中耳膜內(nèi)溫、臟器溫、血 液溫等 生物電 細(xì)胞電位、心電、腦電、肌電、眼電、胃電、神經(jīng)電、腦干電、皮膚電 化學(xué)成分 O CO CO、 H2O、 NH K+、 Na+、 Ca2+、 Cl、 H+等 生物物質(zhì) 乳酸、血糖、蛋白質(zhì)、膽固醇、酶、抗原、抗體、受體、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、 DNA、 RNA 生物磁 心磁、腦磁、胃磁等 ? 在醫(yī)學(xué)上，傳感器的主要用途有： 1. 提供診斷信息 2. 監(jiān)護(hù) 3. 臨床檢驗(yàn) 4. 生物控制 生物醫(yī)學(xué)傳感器的用途 生物醫(yī)學(xué)傳感器的分類 ? 按被測(cè)量分類 最基礎(chǔ)、最本質(zhì)的宏觀分類方法。 ? 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。V 5mV 腦電（頭皮電極） 10181。V 肌電 20181。V +200181。V 80mV 心磁 1010 T量級(jí) 腦磁 1012 T量級(jí)
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