2025年大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程（生物醫(yī)學(xué)信號處理）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6小題，每小題5分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.生物醫(yī)學(xué)信號處理中，以下哪種信號不屬于生理信號？（）A.心電信號B.腦電信號C.超聲信號D.肌電信號2.對心電信號進行濾波時，通常采用哪種濾波器來去除高頻干擾？（）A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器3.在生物醫(yī)學(xué)信號處理中，常用的時域分析方法不包括以下哪種？（）A.均值B.方差C.傅里葉變換D.峰值檢測4.以下關(guān)于小波變換的說法，錯誤的是（）A.具有多分辨率分析的特點B.能有效提取信號的局部特征C.是一種線性變換D.可用于信號的去噪和壓縮5.對于腦電信號的分類，哪種方法可以較好地利用信號的時間序列特征？（）A.支持向量機B.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)C.隱馬爾可夫模型D.主成分分析6.在生物醫(yī)學(xué)信號處理中，信號的采樣頻率應(yīng)滿足奈奎斯特采樣定理，以避免（）A.頻率混疊B.幅度失真C.相位偏移D.噪聲干擾第II卷（非選擇題共70分）7.（10分）簡述生物醫(yī)學(xué)信號處理的主要目的。8.（15分）請說明常用的生物醫(yī)學(xué)信號采集設(shè)備及其工作原理。9.（15分）材料：某患者的心電信號在一段時間內(nèi)出現(xiàn)了異常波動。已知正常心電信號的特征頻率范圍在0.5-15Hz之間。問題：分析可能導(dǎo)致心電信號異常波動的原因，并提出一種簡單的信號處理方法來初步檢測這種異常。10.（20分）材料：腦機接口技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的重要研究方向，它通過采集腦電信號并進行處理，實現(xiàn)人與外部設(shè)備的交互。問題：闡述腦機接口技術(shù)中信號處理的關(guān)鍵步驟，并說明如何提高腦機接口的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。11.（20分）材料：在醫(yī)學(xué)成像中，超聲信號的處理對于疾病診斷具有重要意義。超聲信號在傳播過程中會受到組織散射、吸收等影響。問題：說明超聲信號處理的主要內(nèi)容，以及如何利用信號處理技術(shù)提高超聲成像的質(zhì)量。答案：1.C2.A3.C4.C5.C6.A7.生物醫(yī)學(xué)信號處理的主要目的包括：提取信號中的特征信息，用于疾病診斷、病情監(jiān)測等；去除信號中的噪聲和干擾，提高信號質(zhì)量；對信號進行分析和解釋，輔助醫(yī)學(xué)決策；實現(xiàn)信號的壓縮和存儲，便于數(shù)據(jù)管理；促進生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究和發(fā)展，推動新技術(shù)的應(yīng)用。8.常用的生物醫(yī)學(xué)信號采集設(shè)備有：心電圖機，通過電極與人體體表接觸，檢測心臟產(chǎn)生的電活動，利用電極對體表電位差的感應(yīng)來采集心電信號；腦電圖儀，電極放置在頭皮上，檢測大腦神經(jīng)元活動產(chǎn)生的微弱電信號，基于電極對頭皮電場的感知進行信號采集；肌電圖儀，電極貼于肌肉表面，記錄肌肉收縮時產(chǎn)生的電信號，依據(jù)電極對肌肉電活動的捕捉來采集信號。9.可能導(dǎo)致心電信號異常波動的原因有：心臟本身的病變，如心律失常等；外界干擾，如電磁干擾等。簡單的信號處理方法：可以計算信號的頻率分布，若出現(xiàn)超出正常頻率范圍（0.5-15Hz）的頻率成分，則初步判斷為異常。10.腦機接口技術(shù)中信號處理的關(guān)鍵步驟包括：信號采集，獲取準(zhǔn)確的腦電信號；預(yù)處理，去除噪聲和干擾；特征提取，提取能反映大腦活動的特征；分類識別，判斷大腦的意圖。提高準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的方法：采用多通道采集，提高信號的全面性；優(yōu)化預(yù)處理算法，更有效地去除噪聲；利用機器學(xué)習(xí)算法進行訓(xùn)練，提高分類識別的精度；進行實時反饋和校準(zhǔn)，不斷調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。11.超聲信號處理的主要內(nèi)容包括：去除噪聲，提高信號的清晰度；補償信號衰減，增強深部組織的成像效果；進行圖像重建，獲得清晰準(zhǔn)確的超聲圖像。利用信