1、 生物医学信号处理生物医学信号处理 Biomedical Digital Signal Processing生物医学信号处理生物医学信号处理课程课程第一章第一章 生物医学信号概论生物医学信号概论第一章第一章 生物医学信号概论生物医学信号概论1.1 课程背景课程背景课程相关的科学课程相关的科学生物医学处理课程定位与学习目的生物医学处理课程定位与学习目的课程的特点课程的特点课程内容与学时安排课程内容与学时安排课程学习方法课程学习方法考核办法考核办法1.2 信号及其类型信号及其类型1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介1.1 课程背景课程背景 相关学科相关学科 生物医学工程学科
2、生物医学工程学科 是应用工程技术的理论和方法，研究解决生是应用工程技术的理论和方法，研究解决生物学和医学中的问题，是一个涉及生物学、医物学和医学中的问题，是一个涉及生物学、医学、理工等多个领域的交叉性学科，它对生物学、理工等多个领域的交叉性学科，它对生物学和医学的发展起到了极大的推动作用。学和医学的发展起到了极大的推动作用。工程科学与工程科学与技术技术生命科学生命科学生物医学工程生物医学工程1895年:X射线之父伦琴射线之父伦琴 伦琴夫人的手指伦琴夫人的手指 伦琴的实验室伦琴的实验室 BME创始人黄家驷院士创始人黄家驷院士国内：国内：19771977年年:协和医科大学生物医学工协和医科大学生物
3、医学工程专业成立程专业成立19801980年年:中国生物医学工程学会正中国生物医学工程学会正 式成立式成立19781978年年:生物医学工程专业学科组生物医学工程专业学科组成立成立生物医学工程兴起于生物医学工程兴起于20世纪世纪50年代年代美国美国1958年在美国成立了国际医学电年在美国成立了国际医学电子学联合会子学联合会1965年该组织改称国际医学和生年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。物医学工程学会。1.1 课程背景课程背景 相关学科相关学科 生物医学工程学科方向生物医学工程学科方向 交叉性学科，其学科方向很多，包括：交叉性学科，
4、其学科方向很多，包括：生物医学信号处理生物医学信号处理 医学图像处理医学图像处理 医疗仪器医疗仪器 医疗信息系统医疗信息系统 神经工程（含脑机接口）神经工程（含脑机接口）医学成像医学成像 生物信息学生物信息学 生物材料生物材料 1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向 例如：脑电信号转换成脑音乐例如：脑电信号转换成脑音乐 消除心电信号的强干扰消除心电信号的强干扰 1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向视网膜血管提取视网膜血管提取基于胃镜图像分割疾病区与正常区基于胃镜图像分割疾病区与正常区 1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向南极膝关节手术南极膝关节手术美国马萨诸塞总医院美国马萨诸塞
5、总医院双向声像连接双向声像连接1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向一是对海一是对海量数据的收集、整理与服务，也就是管好这些数量数据的收集、整理与服务，也就是管好这些数据；另一个是从中发现新的规律，例如，认识疾据；另一个是从中发现新的规律，例如，认识疾病发生机制。病发生机制。1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向 1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向预测、分析和解释生物规律预测、分析和解释生物规律1.1 课程背景课程背景 学科方向学科方向1.1 课程背景课程背景 课程定位课程定位生物医学信号处理课程生物医学信号处理课程定位：定位：生物医学
6、工程一级学科专业课程体系中的一门专业核生物医学工程一级学科专业课程体系中的一门专业核心基础课程心基础课程 课程主要面向生物医学工程专业类本科生课程主要面向生物医学工程专业类本科生 课程在生命科学研究、医学诊断以及临床治疗等方面课程在生命科学研究、医学诊断以及临床治疗等方面均起着重要的作用均起着重要的作用1.1 课程背景课程背景 前后关系前后关系生物医学信号处理课程生物医学信号处理课程：先修课程：微积分、线性代数、概率论与先修课程：微积分、线性代数、概率论与 数理统计、信号与系统、数理统计、信号与系统、数字信号处理等。数字信号处理等。作用：作用：“承上启下承上启下”1.1 课程背景课程背景 学习
7、目的学习目的培养学生用定量分析方法解决生物医学问题的能力，在生培养学生用定量分析方法解决生物医学问题的能力，在生物医学和信号处理之间构建物医学和信号处理之间构建一座桥梁一座桥梁。主要培养学生的下列技能：主要培养学生的下列技能：（1）处理（即滤波）生物医学信号，如分离信号中的有用成）处理（即滤波）生物医学信号，如分离信号中的有用成 份和无用成份。份和无用成份。（2）定量描述生物医学信号，即揭示产生生物医学信号的本）定量描述生物医学信号，即揭示产生生物医学信号的本 质，根据得出的结果预测信号未来的行为。质，根据得出的结果预测信号未来的行为。（3）探测产生生物医学信号的源，描述一个生物医学物理系）探
8、测产生生物医学信号的源，描述一个生物医学物理系 统的输入与输出信号之间的内在联系，如脑电反演问题。统的输入与输出信号之间的内在联系，如脑电反演问题。1.1 课程背景课程背景 课程的特点课程的特点交叉性强交叉性强内容广内容广既注重理论，又强调应用既注重理论，又强调应用知识点涉及多个学科，如人体结构、电生知识点涉及多个学科，如人体结构、电生理信号、组织器官、基因、蛋白质、自适理信号、组织器官、基因、蛋白质、自适应滤波应滤波 等等。1.1 课程课程背景背景 课程内容与学时安排课程内容与学时安排课程内容选择：课程内容选择：1.1 课程背景课程背景 课程内容与学时安排课程内容与学时安排总学时：总学时：4
9、8学时学时其中，其中，理论讲授：理论讲授：40学时学时 课外实验：课外实验：8学时学时1.1 课程课程背景背景-课程内容与学时安排课程内容与学时安排教学内容安排顺序与对应学时如下：教学内容安排顺序与对应学时如下：第第1章章 生物医学信号概述（生物医学信号概述（2学时）学时）学习生物医学信号处理的目的学习生物医学信号处理的目的/信号及其类型，噪声的概念（信号及其类型，噪声的概念（1），典型的生物医学信号简介处理生物医学信号的目的（，典型的生物医学信号简介处理生物医学信号的目的（1）第第2章章 数字信号处理基础（数字信号处理基础（6学时）学时）离散傅立叶变换与快速傅立叶变换（离散傅立叶变换与快速傅
10、立叶变换（1），频谱分析（），频谱分析（2），数），数字滤波器的设计和实现（字滤波器的设计和实现（2），脑电信号和心电信号的滤波处理），脑电信号和心电信号的滤波处理简介（简介（1）第第3章章 随机信号基础随机信号基础（4学时）学时）随机信号特征描述（随机信号特征描述（1），几种典型的随机过程（），几种典型的随机过程（1），随机信），随机信号通过线性系统（号通过线性系统（1），脑电信号和心电信号实例简介（），脑电信号和心电信号实例简介（1）第第4章章 数字相关和数字卷积数字相关和数字卷积（8学时）学时）线性相关、线性卷积（线性相关、线性卷积（2），循环相关、循环卷积（），循环相关、循环卷积（2）
11、，相干），相干函数和功率谱的估计（函数和功率谱的估计（3），相关技术在生物医学中的应用），相关技术在生物医学中的应用（1）（包括诱发听觉电位的分析等）（包括诱发听觉电位的分析等）第第5章章 维纳滤波（维纳滤波（6学时）学时）均方估计的正交原理、维纳霍夫方程（均方估计的正交原理、维纳霍夫方程（2），因果的维纳滤波），因果的维纳滤波器、维纳预测器（器、维纳预测器（2），维纳滤波的医学应用（），维纳滤波的医学应用（2）第第6章章 卡尔曼滤波（卡尔曼滤波（2学时）学时）卡尔曼滤波的状态方程和量测方程卡尔曼滤波的状态方程和量测方程/卡尔曼滤波器（卡尔曼滤波器（1），卡尔曼），卡尔曼滤波方法在医学信号处理
12、中的应用（滤波方法在医学信号处理中的应用（1）第第7章章 随机信号的参数建模法随机信号的参数建模法（6学时）学时）MA、AR和和ARMA模型概念介绍模型概念介绍/AR模型系数的估计（模型系数的估计（2），），L-D算法（算法（2），参数建模法在生物医学中的应用（），参数建模法在生物医学中的应用（2）第第8章章 自适应滤波自适应滤波（4学时）学时）LMS自适应维纳滤波器自适应维纳滤波器/自适应噪声抵消器（自适应噪声抵消器（2）、自适应滤波的）、自适应滤波的生物医学应用（生物医学应用（2）总复习（总复习（2学时）学时）分两讲复习整个课程的教学内容（分两讲复习整个课程的教学内容（2）1.1 课程背景
13、课程背景-课程学习方法课程学习方法预习并补充课程涉及的生物学和医学知识；预习并补充课程涉及的生物学和医学知识；重视课堂教学环节；重视课堂教学环节；建立正确的概念；建立正确的概念；只有在概念清楚的基础上，才能对拟解决的生只有在概念清楚的基础上，才能对拟解决的生物医学问题做出正确的、定性的分析，并利用简物医学问题做出正确的、定性的分析，并利用简化的方法做定量估算化的方法做定量估算。认真做实验；认真做实验；按时完成并上交作业；按时完成并上交作业；关注生物医学信号处理学科发展动态。关注生物医学信号处理学科发展动态。过程性考核过程性考核终结性考核终结性考核期末考试期末考试鼓励学生重视平时学习鼓励学生重视
14、平时学习平时成绩平时成绩(作业、出勤等）作业、出勤等）期中考试期中考试 科研小论文科研小论文 占占20%20%占总成绩的占总成绩的40%40%为激励学生追求更好成绩，作业和上机实验成绩实施为激励学生追求更好成绩，作业和上机实验成绩实施动态评价动态评价。上机实验上机实验 占占20%20%占总成绩的占总成绩的60%60%1.1 课程背景课程背景 考核办法考核办法参考教材参考教材饶妮妮，李凌饶妮妮，李凌.生物医学信号处理生物医学信号处理.成都成都:电子科技电子科技大学出版社大学出版社.杨福生，高上凯杨福生，高上凯.生物医学信号处理生物医学信号处理.北京北京:高等教高等教育出版社育出版社.谢正祥，陈良
15、迟，张世强等谢正祥，陈良迟，张世强等.医学信号数字处理技医学信号数字处理技术及应用术及应用.北京北京:科学出版社科学出版社.张贤达张贤达.现代信号处理现代信号处理.北京北京:清华大学出版社清华大学出版社.Reddy D.C.,Biomedical Signal Processing Principles and Techniques,McGraw Hill Publishing Company Limited,2005 1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型什么是信号？什么是信号？传统定义：传感器测量的结果，称为信号。传统定义：传感器测量的结果，称为信号。例如：电路中的电流、大气压仪每小时的
16、读例如：电路中的电流、大气压仪每小时的读 数、蚊子数、蚊子 嗡嗡嗡嗡的叫声，的叫声，例外，例外，DNA 序列信号：序列信号：atcgattggccatcgcgcgtata 它是生物与生俱来的一种信号。它是生物与生俱来的一种信号。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型来自于真实世界的信号各不相同，但大致来自于真实世界的信号各不相同，但大致可分为四种类型：可分为四种类型：（1）确定性信号）确定性信号 （2）随机信号）随机信号 （3）分形信号）分形信号 （4）混沌信号）混沌信号1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（1）确定信号：）确定信号：有确定的函数关系，能准确预测未来；有确定的函数关系，能
17、准确预测未来；或者，已知其过去值，就能准确预测其未来或者，已知其过去值，就能准确预测其未来值，值，如正弦波如正弦波。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（2）随机信号）随机信号 即使知道它过去的全部信息，也不能预测其即使知道它过去的全部信息，也不能预测其未来值的一类信号，称之。未来值的一类信号，称之。注意：随机信号注意：随机信号与噪声的差别与噪声的差别1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（2）随机信号）随机信号 例如：实验室用的信号发生器，会产生一例如：实验室用的信号发生器，会产生一定的噪声；定的噪声；自发脑电信号自发脑电信号 但有些目前认为是随机性的事物，往往是但有些目前认为是随机性
18、的事物，往往是因为现在还没有掌握影响该事物的所有因因为现在还没有掌握影响该事物的所有因素所遵循的规律，这在生物医学信号中很素所遵循的规律，这在生物医学信号中很普遍。普遍。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（3）分形信号）分形信号这类信号在各种尺度下看上去都很类似，具有这类信号在各种尺度下看上去都很类似，具有所谓的所谓的“尺度不变性尺度不变性”。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（3）分形信号）分形信号例如，心率信号和血管分支中的血流信号例如，心率信号和血管分支中的血流信号是是 分形信号的两个典型例子。分形信号的两个典型例子。此外，在自然界中也广泛存在分形特征：此外，在自然界中也广泛
19、存在分形特征：1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（3）分形信号）分形信号一棵植物的枝杈表现出来的分形特征一棵植物的枝杈表现出来的分形特征1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（4）混沌信号）混沌信号 不能准确预测其未来值的确定性信号。不能准确预测其未来值的确定性信号。生物中存在大量混沌现象和混沌信号生物中存在大量混沌现象和混沌信号 例如，一些免疫和生物化学的调控例如，一些免疫和生物化学的调控 脑电活动脑电活动 呼吸呼吸 混沌信号特征：对初始条件十分敏感（初值敏感性）。混沌信号特征：对初始条件十分敏感（初值敏感性）。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型混沌现象发现者：混沌现象发现者：
20、美国麻省理工学院美国麻省理工学院气象学家罗伦兹（气象学家罗伦兹（Lorenz），），混沌理论之父，蝴蝶效应的发现者。混沌理论之父，蝴蝶效应的发现者。他在他在1963年的一次试验中，为了更细致地观察年的一次试验中，为了更细致地观察结果，他把一个中间解结果，他把一个中间解0.506取出，提高精度取出，提高精度到到0.506127再送回。再送回。当他到咖啡馆喝完咖啡回来再看时，竟大吃一当他到咖啡馆喝完咖啡回来再看时，竟大吃一惊。本来很小的差异，结果却偏离了十万八千惊。本来很小的差异，结果却偏离了十万八千里！再次验算发现计算机并没有毛病，他于是里！再次验算发现计算机并没有毛病，他于是认定这为：认定这为
21、：“对初始值的极端不稳定性对初始值的极端不稳定性”，即：，即：“混沌混沌”，又称，又称“蝴蝶效应蝴蝶效应”。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（4）混沌信号）混沌信号 目前，证明信号的混沌性还是一个难目前，证明信号的混沌性还是一个难题，常用的办法是利用题，常用的办法是利用Lyapunov指数。指数。注意区分混沌信号与随机信号的差别。注意区分混沌信号与随机信号的差别。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（4）混沌信号）混沌信号A.随机信号不是混沌的，而混沌信号不是随随机信号不是混沌的，而混沌信号不是随 机的；机的；B.理论上，混沌信号是确定的，有下列特征：理论上，混沌信号是确定的，有下
22、列特征：非渐近周期性非渐近周期性 无无Lyapunov 指数消失指数消失 最大最大Lyapunov 指数为正指数为正 相同的初始值产生相同的轨迹相同的初始值产生相同的轨迹1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（4）混沌信号）混沌信号 C.随机信号是非确定的随机信号是非确定的 即使初始状态相同，一个随机过程也会即使初始状态相同，一个随机过程也会产生不同的信号。产生不同的信号。目前随机信号的目前随机信号的lyapunov指数没有得到指数没有得到定义。定义。1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型（5）噪声）噪声 信号中不需要信号中不需要(unwanted or undesired)的成分的成分
23、例如，母亲心电和胎儿心电信号例如，母亲心电和胎儿心电信号 自发脑电和脑诱发电位自发脑电和脑诱发电位 1.2 1.2 信号及其类型信号及其类型生物医学信号及其类型生物医学信号及其类型 大多数生物医学信号具有随机性，难以准大多数生物医学信号具有随机性，难以准确划分其类型。确划分其类型。一些表现出周期性，如心电信号、呼吸信号。一些表现出周期性，如心电信号、呼吸信号。一些具有随机性，如脑电信号。一些具有随机性，如脑电信号。采集的生物医学信号伴随复杂的干扰和噪采集的生物医学信号伴随复杂的干扰和噪声，淹没有用信号。声，淹没有用信号。生物医学信号中携带大量有用的生物或临生物医学信号中携带大量有用的生物或临床
24、医学信息，需要通过处理提取有用信息。床医学信息，需要通过处理提取有用信息。信号处理信号处理信号与系统信号与系统处理：滤波、放大、变换、相关、处理：滤波、放大、变换、相关、)(nx)(ny)(zH处理生物医学信号处理生物医学信号的目的：的目的：去除干扰，例如工频干扰。去除干扰，例如工频干扰。提取特征，例如在大量的脑电数据中找到提取特征，例如在大量的脑电数据中找到感兴趣的生理医学解释。感兴趣的生理医学解释。预测医学信号的未来，例如用采集的电生预测医学信号的未来，例如用采集的电生理信号数据预测可能的病变，实现疾病的理信号数据预测可能的病变，实现疾病的早期检测。早期检测。本讲总结本讲总结课后作业课后作
25、业:学习生物医学信号处理的目的是什么？学习生物医学信号处理的目的是什么？列举列举4种不同类型的生物医学信号。种不同类型的生物医学信号。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介来自人体的医学信号分类：来自人体的医学信号分类：A.由生理过程自发产生的主动信号由生理过程自发产生的主动信号例如例如,心电（心电（ECG)、脑电（、脑电（EEG)、肌电、肌电（EMG)、眼电（、眼电（EOG)、胃电（、胃电（EGG)等电等电生理信号，体温、血压、脉搏、呼吸等生理信号，体温、血压、脉搏、呼吸等非电生理信号。非电生理信号。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介B.人体作
26、为通道，用外界信号作用于人体作为通道，用外界信号作用于人体后产生的被动信号人体后产生的被动信号例如，超声波、同位素、例如，超声波、同位素、X射线、射线、CT图像等图像等1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介（1）ECG Electrocardiogram 1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介（1）ECG 在实际应用中在实际应用中,进一步分进一步分:A.标准临床标准临床 ECG,12 导联采集导联采集;B.矢量心电图矢量心电图VCG,3导联采集导联采集;C.监护监护ECG,1 or 2导联采集导联采集.1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物
27、医学信号简介ECG 信号特征信号特征 (1)带宽带宽:0.05 100 Hz (2)峰值幅度峰值幅度:mV量级量级处理处理ECG的主要目的的主要目的:采用准确、快速和可靠的信号处理方法估计采用准确、快速和可靠的信号处理方法估计ECG的重要参数的重要参数 QRS 复合波、复合波、R R间期、间期、P波和波和T波等波等1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介（1）ECG ElectrocardiogramP波波P-R间期间期QRS波群波群S-T段段T波波Q-T间期间期u波构成波构成 1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介（1）ECG Electrocard
28、iogram瞬时心率信号：瞬时心率信号：1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介(2)EEG-Electroencephalogram EEG 是通过电极记录下来的脑细胞群的是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动。自发性、节律性电活动。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介(2)EEG Caton于于1875年首先以电流计从兔子及猴的年首先以电流计从兔子及猴的大脑皮层观测到了大脑皮层观测到了“脑电波脑电波”。自发脑电自发脑电 诱发电位诱发电位(EP)-施加一个刺激（声、光或体感刺激）施加一个刺激（声、光或体感刺激）所引起的人脑的微弱电变化。
29、又称诱发反应、事件相关电所引起的人脑的微弱电变化。又称诱发反应、事件相关电位。位。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介(2)EEG不同状态不同状态下的下的EEG1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介(2)EEG信号信号特征：特征：A.A.振幅振幅:10-100 V;B.B.频率：频率：0.5 40 Hz；(i)波波:0.5 -3.5 Hz，表示睡眠状态（有梦或表示睡眠状态（有梦或 无梦）；无梦）；(ii)波波:3.5 7.5 Hz，表示昏昏欲睡状态；表示昏昏欲睡状态；(iii)波波:7.5 12.5 Hz，表示清醒、放松等状表示清醒、放松等状 态；
30、态；(iv)波波:12.5 Hz，表示机警或工作状态。表示机警或工作状态。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介(3)EMG/肌电信号1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介(4)其他医学信号其他医学信号 眼电（眼电（EOG)、胃电（、胃电（EGG)血细胞信号：血细胞信号：1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介 常见人体生理信号的幅值和带宽常见人体生理信号的幅值和带宽1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介生物医学信号的特点：生物医学信号的特点：（1）非常微弱（）非常微弱（V，mV,PA 量级）；量级）；（2）
31、频率很低，如：）频率很低，如：0.05Hz 1 Hz(胃电）；胃电）；（3）干扰与有用信号之间频带重复；）干扰与有用信号之间频带重复；（4）复杂性；）复杂性；（5）随机、非平稳性；）随机、非平稳性；（6）噪声背景强。）噪声背景强。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介生物医学系统的特点：生物医学系统的特点：（1）生物体，生物体，例如，例如，人体系统人体系统(四大系统四大系统?)（2）开放性；）开放性；（3）时变性；）时变性；（4）非线性；）非线性；（5）变异性。）变异性。总结起来总结起来,生物医学系统是十分复杂的系统。生物医学系统是十分复杂的系统。1.3 一些典型的生物医
32、学信号简介一些典型的生物医学信号简介常用信号处理技术：常用信号处理技术：（1）相关技术；相关技术；（2）傅里叶变换；）傅里叶变换；（3）功率谱估计；）功率谱估计；（4）维纳滤波；）维纳滤波；（5）卡尔曼滤波；）卡尔曼滤波；（6）参数模型法；）参数模型法；（7）自适应滤波；）自适应滤波；（8）时频分析；）时频分析；（9）主成分分析（）主成分分析（PCA）、独立成分分析（）、独立成分分析（ICA）ECG处理：处理：心脏中大约心脏中大约200多多种疾病可以用种疾病可以用ECG来诊断，如房颤来诊断，如房颤（P波消失，代之波消失，代之以以f波），心律波），心律失常等，因此处理失常等，因此处理ECG信号在
33、临床上信号在临床上十分重要。十分重要。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介基本基本ECG处理：带通滤波（处理：带通滤波（0.5-40Hz）滑动平均滤波器去除基线漂移滑动平均滤波器去除基线漂移 当前国内外针对房颤信号处理内容有：当前国内外针对房颤信号处理内容有：房颤信号房颤信号(f波波)提取提取 房颤信号房颤信号(f波波)抑制抑制 1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介ECG处理处理 房颤信号提取房颤信号提取1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介ECG处理处理 P波和波
34、和T波定位波定位1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介ECG 中中T波形态：波形态：(f)正 负 双 向(e)负 正 双 向(c)上 升(b)负 向(a)正 向(d)下 降1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介ECG处理处理 移动监护系统移动监护系统1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介EGG处理处理-脑电人机交互：如眼动控制、脑电人机交互：如眼动控制、脑机接口等，实现脑机接口等，实现“心想事成心想事成”。在医学。在医学上诊断疾病。上诊断疾病。1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介EEG 处理：处理：脑波音
35、乐的制作（如改善失眠、脑波音乐的制作（如改善失眠、调整生理和心理等调整生理和心理等）振幅振幅周期周期平均功率平均功率音高音高音长音长音强音强音色音色时域时域特征特征例如：周期与音长例如：周期与音长周期与音长采用直接对应的方式周期与音长采用直接对应的方式建立建立EEGEEG振幅与音高映射规则振幅与音高映射规则分析不同状态下大脑活动的特征：分析不同状态下大脑活动的特征：例如，大脑活动相对较强的时期，多伴随梦例如，大脑活动相对较强的时期，多伴随梦境。境。较浅的睡眠阶段，慢波成分较多。较浅的睡眠阶段，慢波成分较多。深层次睡眠，以慢波成分为主，大脑意识深层次睡眠，以慢波成分为主，大脑意识活动最弱活动最弱加入频域特征：加入频域特征：DFTFFTREMNREMSWS1.3 一些典型的生物医学信号简介一些典型的生物医学信号简介EEG处理处理 脑电逆问题脑电逆问题 由头皮上的由头皮上的EEG电压推断出大脑内神电压推断出大脑内神经活动源的过程称之为脑电逆问题。经活动源的过程称之为脑电逆问题。卡尔曼滤波方法反演的脑神经源卡尔曼滤波方法反演的脑神经源
