2025/07/26生物醫(yī)學信號處理與分析匯報人：_1751850234CONTENTS目錄01信號處理基本概念02生物醫(yī)學信號特點03信號處理技術04信號分析方法05應用實例分析06未來發(fā)展趨勢信號處理基本概念01信號的定義與分類信號的定義信號是信息的物理表示，可以是時間或空間的函數(shù)，如心電圖中的電信號。模擬信號與數(shù)字信號連續(xù)變化的模擬信號，例如聲音波形，與離散的數(shù)字信號，如計算機處理的數(shù)據(jù)，形成鮮明對比。連續(xù)信號與離散信號連續(xù)信號在時間上連續(xù)，如溫度傳感器的輸出；離散信號在時間上是間斷的。確定性信號與隨機信號可預測的信號具有確定性，例如正弦波；而不可預測的信號為隨機信號，例如噪聲。信號處理的目的提高信號質(zhì)量采用濾波與去噪手段，優(yōu)化信號清晰度，降低干擾，提高信號品質(zhì)。提取有用信息通過應用多種算法對原始信號進行處理，提取出其中的關鍵特征，諸如頻率和幅度等，為后續(xù)分析提供依據(jù)。數(shù)據(jù)壓縮采用編碼和壓縮技術減少數(shù)據(jù)量，便于存儲和傳輸，同時盡量保持信號的完整性。生物醫(yī)學信號特點02生物信號的來源神經(jīng)系統(tǒng)的電信號生物醫(yī)學信號中，神經(jīng)元活動的電信號扮演關鍵角色，例如腦電圖（EEG）所記錄的腦電波即是此類信號之一。心臟的電生理信號心臟的電生理運作所產(chǎn)生的心電圖信號，是評估心臟健康狀況的重要生物指標。生物信號的特性非線性特性心電信號（ECG）在多種生理狀況下呈現(xiàn)出非線性且具有動態(tài)性的變化特征。時變特性腦電波（EEG）信號在睡眠周期中頻率和幅度的持續(xù)變化。噪聲干擾在采集生物信號時，很容易遭受電磁和肌電等噪音的干擾。信號處理技術03模擬信號處理濾波器設計通過低通、高通、帶通及帶阻等模擬濾波器，實現(xiàn)噪聲的移除和有用信號的提取。信號放大通過使用模擬放大器提高信號強度，便于進一步的分析與處理，例如在心電圖信號處理中。數(shù)字信號處理非線性特性生物信號，例如心電圖（ECG）和腦電圖（EEG），通常呈現(xiàn)非線性特點，分析時需借助高級算法。時變特性生物指標，例如體溫與血壓，其數(shù)值隨時間推移而波動，因此在分析過程中必須重視其變化趨勢。噪聲干擾生物信號采集過程中易受環(huán)境噪聲和設備噪聲干擾，需采用濾波等技術進行降噪處理。高級信號處理技術濾波器設計通過運用低通、高通、帶通以及帶阻模擬濾波器，有效消除噪聲并提取所需信號。信號放大利用模擬放大器對信號進行增幅處理，確保后續(xù)處理及分析之需，例如心電圖信號的放大。信號分析方法04時域分析方法神經(jīng)電活動電信號的生成，源于神經(jīng)元電位的變化，這些變化產(chǎn)生了如腦電波與心電圖等生物信號，它們是生物體內(nèi)重要的信號來源。肌肉收縮肌肉活動引發(fā)的電與機械信號，例如肌電圖（EMG），被用于監(jiān)測肌肉的功能狀況。頻域分析方法提高信號質(zhì)量利用濾波和降噪手段，提升信號的清晰與精準度，如對心電圖信號進行降噪處理。提取有用信息利用信號分解和特征提取方法，從復雜信號中提取關鍵信息，如從腦電波中識別睡眠階段。數(shù)據(jù)壓縮與存儲通過采用編碼與壓縮技術降低數(shù)據(jù)體積，有利于數(shù)據(jù)的長期保留與高效傳輸，以MRI圖像的壓縮保存為例。時頻分析方法濾波器設計濾波器能夠消除干擾，保持信號的完整性，比如在心電圖儀上，低通濾波器就用來移除高頻的雜音。信號放大信號放大器模擬增強微弱信號，比如在腦電圖(EEG)應用中放大腦電波以利于其分析解讀。統(tǒng)計分析方法非線性特性生物信號如心電圖（ECG）往往表現(xiàn)出非線性特征，需采用特定算法進行分析。時變特性大腦活動的動態(tài)性可以通過隨時間變化的生物信號，如腦電波（EEG）來體現(xiàn)。噪聲干擾在采集生物信號時，常常會受到各類噪音的干擾，例如肌肉電活動造成的干擾和設備本身的噪音，因此需要進行有效的降噪處理。應用實例分析05心電圖(ECG)信號分析神經(jīng)電活動神經(jīng)元的電勢波動導出生成的電脈沖，包括腦電波和心電圖等，它們構成了生物電信號的關鍵來源。肌肉收縮電信號與機械信號，源于肌肉活動，如肌電圖（EMG），是診斷肌肉疾病的重要手段。腦電圖(EEG)信號分析信號的定義信號是信息的物理表示，可以是時間或空間的函數(shù)，如聲音、圖像等。模擬信號與數(shù)字信號模擬信號連續(xù)變化，如心電圖；數(shù)字信號離散，如計算機處理的音頻文件。連續(xù)信號與離散信號時間上連續(xù)的信號被稱為連續(xù)信號，例如溫度的變化；而時間上不連續(xù)的信號稱為離散信號，比如股票價格。確定性信號與隨機信號可預測的信號為確定性信號，例如正弦波；不可預測的信號為隨機信號，如噪聲。肌電圖(EMG)信號分析濾波器設計通過低通、高通、帶通及帶阻等模擬濾波器，有效地消除噪聲，提取出所需的有用信號。信號放大利用模擬放大器對信號進行幅度提升，便于后續(xù)的解析與操作，例如心電圖信號的增強處理。未來發(fā)展趨勢06新興技術的應用非線性特性心電圖（ECG）信號的特征表現(xiàn)為心臟狀態(tài)變動時的波形非線性變化。時變特性腦電波（EEG）在睡眠的不同階段呈現(xiàn)明顯的時間變化特征。噪聲干擾生物信號在采集過程中易受多種噪聲干擾，如肌電干擾、設備噪聲等?？鐚W科融合趨勢神經(jīng)電活動神經(jīng)元的電勢變動引發(fā)電脈沖，例如腦電圖（EEG）和心電圖（ECG）。肌肉收縮肌肉活動產(chǎn)生的電信號，例如肌電圖(EMG)記錄肌肉收縮時的電信號變化。血液流動血液動力學狀態(tài)可通過脈搏波形（PW