序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了一篇淺談生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)處理方法范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

淺談生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)處理方法:淺談現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀

【摘要】現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是一門(mén)多學(xué)科的交叉學(xué)科，它作為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科發(fā)展的歷史尚不足50年，但由于它在保障人類健康和為疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)服務(wù)等方面所起的巨大作用。現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)療保健性產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)和支柱。本文主要介紹了國(guó)內(nèi)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程；發(fā)展現(xiàn)狀

0.前言

一旦提及醫(yī)學(xué)，讓人第一時(shí)間想到的就是疾病，醫(yī)院，健康，病人等等。現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程也不例外，作為一個(gè)多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程也在為人類的健康事業(yè)默默地奉獻(xiàn)著。

隨著社會(huì)水平的極大提高，人們把視角從生存轉(zhuǎn)移到生活上來(lái)，進(jìn)而就是思考如何更好的生活。不言而喻，一個(gè)健康的身體是一切生活活動(dòng)的前提和保證。如何健康的生活，如何準(zhǔn)確及時(shí)地檢查出病人的疾病，如何將現(xiàn)有的醫(yī)療設(shè)備改進(jìn)，如何開(kāi)發(fā)出更具使用價(jià)值的醫(yī)療器械等等，都成為生物醫(yī)學(xué)工程所要考慮的問(wèn)題。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來(lái)的邊緣性學(xué)科，其基本任務(wù)是運(yùn)用工程技術(shù)手段，研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究是以應(yīng)用基礎(chǔ)性研究為主，其領(lǐng)域十分廣泛，并在不斷擴(kuò)展之中。就現(xiàn)階段而言，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究主要涉及生物力學(xué)、生物材料學(xué)、人工器官、生物系統(tǒng)的建模與控制、物理因子的生物效應(yīng)、生物系統(tǒng)的質(zhì)量和能量傳遞、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)與傳感器原理、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法、醫(yī)學(xué)成像和圖像處理方法、治療與康復(fù)的工程方法等。

1.國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1發(fā)展還不完善

中國(guó)的現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展較晚，相對(duì)于國(guó)外一些發(fā)展較早的國(guó)家來(lái)說(shuō)，我們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還很淺顯，跟國(guó)外一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的距離還很遠(yuǎn)，很多人包括一些從事其研究的人對(duì)它都有或多或少負(fù)面的評(píng)價(jià)，他們普遍認(rèn)為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是一個(gè)生物、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)的交叉學(xué)科，但實(shí)際的培養(yǎng)計(jì)劃中生物、醫(yī)學(xué)學(xué)的很少，電子學(xué)得多些，學(xué)科廣而不專，就業(yè)不好。它尚未形成自己的獨(dú)立基礎(chǔ)理論與知識(shí)體系，以融合各交叉學(xué)科知識(shí)為自己的基礎(chǔ) ，缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標(biāo)，隨交叉學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)象的需求而變化。很多學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的人對(duì)自己的專業(yè)抱有消極的態(tài)度，對(duì)自己的前途感到渺茫，就業(yè)形勢(shì)不是很樂(lè)觀，這也反映了現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展不完善，沒(méi)有形成很好的體系，沒(méi)有在國(guó)內(nèi)高校中產(chǎn)生普遍影響力。

1.2發(fā)展方向不夠全面

現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程就目前的情況來(lái)看，還主要將目光著眼于醫(yī)療器械的研發(fā)和使用，發(fā)展方向比較單一。僅僅著眼于醫(yī)療器械而不是全面的發(fā)展，就會(huì)產(chǎn)生很大的局限性。這也深深影響著在這一領(lǐng)域?qū)W習(xí)的學(xué)生，不能使他們從一開(kāi)始就形成一種將自己的研究全面化的思想，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得保守，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力，這樣就不利于生物醫(yī)學(xué)工程更好的發(fā)展。

1.3包含的學(xué)科多雜

我們知道，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是綜合了生命科學(xué)和工程技術(shù)，理、工、醫(yī)相結(jié)合的新興交叉學(xué)科，是一門(mén)多學(xué)科交融的邊緣學(xué)科，其中工程學(xué)又包括電子學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)，力學(xué)，材料科學(xué)，機(jī)械制造學(xué)等。生物醫(yī)學(xué)包括生物學(xué)，神經(jīng)科學(xué)，內(nèi)科學(xué)，外科學(xué)，矯形科學(xué)等。現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是生物醫(yī)學(xué)，但是在解決一些生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題的時(shí)候往往要借助于工程學(xué)的知識(shí)，掌握工程學(xué)的知識(shí)對(duì)于更好的掌握生物醫(yī)學(xué)又起著至關(guān)重要的指導(dǎo)意義。

1.4發(fā)展前景廣闊

正因?yàn)楝F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程在我國(guó)起步較晚，發(fā)展還不完善，他本身就有很多空白領(lǐng)域可以開(kāi)拓。

21世紀(jì)是生命科學(xué)大發(fā)展的時(shí)代，工程技術(shù)與生命科學(xué)進(jìn)一步地互相滲透結(jié)合，必將推動(dòng)醫(yī)學(xué)跨入一個(gè)嶄新的時(shí)代。大家都知道看病治病離不開(kāi)醫(yī)療器械，現(xiàn)在是，將來(lái)也是，但如何將未來(lái)的診療儀器實(shí)現(xiàn)智能化，檢查結(jié)果，治療程序均可實(shí)行人機(jī)對(duì)話都是我們所要研究的問(wèn)題。另外中國(guó)目前大部分醫(yī)院設(shè)備陳舊，而且高端醫(yī)療設(shè)備更是幾乎全部進(jìn)口，所以說(shuō)市場(chǎng)是龐大的。更好地提高國(guó)內(nèi)在生物醫(yī)學(xué)工程方面的研究水平和深度，增強(qiáng)人們尤其是大學(xué)生對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程的了解程度，培養(yǎng)出一批在這方面的專業(yè)人才，具體來(lái)說(shuō)就是能夠研發(fā)制造出屬于我們自己的高科技醫(yī)療器械也是有待發(fā)展的。

由于現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是一門(mén)多學(xué)科交叉的學(xué)科，我們就很容易理解，各個(gè)學(xué)科的發(fā)展都將影響到生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展。因此生物醫(yī)學(xué)工程并不是一個(gè)學(xué)科在發(fā)展，其他學(xué)科，其他領(lǐng)域的發(fā)展，產(chǎn)生得一些成果都可以為生物醫(yī)學(xué)工程服務(wù)。這就好比各個(gè)學(xué)科，各個(gè)分支都在無(wú)形中為生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展默默貢獻(xiàn)力量。由此可見(jiàn)，生物醫(yī)學(xué)工程匯集了各個(gè)領(lǐng)域的尖端技術(shù)，這也就為生物醫(yī)學(xué)工程更好更快的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程在生物醫(yī)學(xué)研究、知識(shí)產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化研究和衛(wèi)生保健中扮演了許多重要角色，對(duì)提高醫(yī)學(xué)水平，促進(jìn)醫(yī)學(xué)科學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用我們期待著我國(guó)能夠培養(yǎng)出一批生物醫(yī)學(xué)工程方面的人才，為我國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程事業(yè)貢獻(xiàn)力量，也期待著我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程的快速發(fā)展，在不久的將來(lái)展現(xiàn)出嶄新的面貌。

淺談生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)處理方法:淺談現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀

摘要：現(xiàn)代醫(yī)學(xué)本質(zhì)上是生物醫(yī)學(xué)。工程科學(xué)的原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合，認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并用以維持、促進(jìn)人的健康。生物醫(yī)學(xué)工程已經(jīng)深入于醫(yī)學(xué)，從臨床醫(yī)學(xué)到醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)，并深刻地改變了醫(yī)學(xué)本身，而且預(yù)示著醫(yī)學(xué)變革的方向。本文通過(guò)對(duì)于現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后將現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展做了介紹。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展現(xiàn)狀

1生物醫(yī)學(xué)工程簡(jiǎn)述

1.1生物醫(yī)學(xué)工程。生物醫(yī)學(xué)工程是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科，它綜合了工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法，并運(yùn)用工程技術(shù)手段去控制這類變化。其目的是解決醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題。

生物醫(yī)學(xué)工程興起于20世紀(jì)中葉，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)與其他學(xué)科一樣，其發(fā)展也是由科技、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)諸多因素所決定的。生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)學(xué)工程和生物技術(shù)有著十分密切的關(guān)系，成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的主要領(lǐng)域之一。生物醫(yī)學(xué)工程是因醫(yī)學(xué)進(jìn)步的需要而興起的一個(gè)學(xué)科，其內(nèi)涵是將工程科學(xué)的原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合，認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，以維持和提高人類的健康水平。

1.2生物醫(yī)學(xué)工程的貢獻(xiàn)。在過(guò)去的五十年中，生物醫(yī)學(xué)工程為醫(yī)學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步做出了很大的貢獻(xiàn)，可概括為以下兩點(diǎn)：第一、發(fā)展了一系列以疾病的診斷和治療為目標(biāo)的醫(yī)學(xué)儀器和裝備；第二、從技術(shù)科學(xué)角度出發(fā)，追求技術(shù)的先進(jìn)性，但總體來(lái)說(shuō)忽略了療效價(jià)格比。

2生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域簡(jiǎn)述

2.1生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域。當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程研究的重要領(lǐng)域包括結(jié)合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和生理學(xué)來(lái)研究生物體，特別是人體的生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)及消亡規(guī)律。第一、人工器官，主要研究模擬人體器官的結(jié)構(gòu)和功能；第二、生物系統(tǒng)建模與仿真，并用計(jì)算機(jī)求解該模型以分析和預(yù)測(cè)各種條件下生物系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)制和狀態(tài)；第三、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與傳感技術(shù)，對(duì)生物體中含有的生命現(xiàn)象等信息的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和量化，從中獲取各種生物信息；第四、生物醫(yī)學(xué)信息處理技術(shù)，研究如何從被湮沒(méi)在干擾和噪聲背景里的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)中提取有用信息的方法；第五、醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù)，研究如何將人體有關(guān)生理、病理的信息提取出來(lái)并顯示為直觀的圖像、圖形方式。

2.2領(lǐng)域拓展。醫(yī)學(xué)的變革必然導(dǎo)致生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展方向的重大轉(zhuǎn)變，并大大拓展學(xué)科的領(lǐng)域范圍。據(jù)相關(guān)研究顯示，對(duì)人類健康、生命威脅最大的那些疾病的致病因素中，生物學(xué)因素并不占主導(dǎo)地位。即使是癌癥，包括基因組在內(nèi)的全部生物學(xué)因素亦僅占29%；而生活方式和行為卻占主導(dǎo)地位；環(huán)境因素亦起重要作用。通過(guò)研究，進(jìn)而使得生物醫(yī)學(xué)工程形成一個(gè)以提高人的健康和功能水平，增進(jìn)人際和諧，強(qiáng)化群體效能為目標(biāo)的多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域――人類健康工程。這需要全新的理念、方法、技術(shù)和技術(shù)裝備。

3我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程存在的問(wèn)題與不足

生物醫(yī)學(xué)工程是當(dāng)代最受重視、最具吸引力的高科技領(lǐng)域之一。我國(guó)的生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)與世界先進(jìn)水平相比尚存在著很大差距，我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程與其他國(guó)家相比還存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題與不足之處。

3.1我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程國(guó)內(nèi)市場(chǎng)處于被西方發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷的狀態(tài)，我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程在發(fā)達(dá)國(guó)家跨國(guó)公司的強(qiáng)力沖擊下，生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品貿(mào)易逆差巨大。

3.2當(dāng)前，我國(guó)國(guó)內(nèi)在生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)口稅收等方面的滯后政策，很大程度上制約了我國(guó)生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

3.3我國(guó)生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)是知識(shí)密集、多學(xué)科交叉、競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)激烈的高科技領(lǐng)域，在當(dāng)今國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重激烈的大背景下生物醫(yī)學(xué)工程也不例外。

3.4我國(guó)的生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)與世界先進(jìn)水平相比存在著非常大的差距，主要產(chǎn)品的技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平相差近20年。在中國(guó)，生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品總產(chǎn)值僅占世界總銷售額的2%左右。

3.5我國(guó)國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域缺乏自主創(chuàng)新，存在著對(duì)引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品全力仿制的行為。我國(guó)大多生物醫(yī)學(xué)工程是因循已有知識(shí)和技術(shù)，技術(shù)儲(chǔ)備匱乏；我國(guó)大多生物醫(yī)學(xué)工程往往寄希望于以市場(chǎng)換技術(shù)，結(jié)果丟了市場(chǎng)而未換到技術(shù)。

3.6我國(guó)國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量雖多，但規(guī)模小、協(xié)作性差。加上市場(chǎng)信息滯后，出現(xiàn)了嚴(yán)重的低水平重復(fù)現(xiàn)象。

4解決我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程存在問(wèn)題的對(duì)策建議

4.1調(diào)整進(jìn)口稅收方面政策。調(diào)整進(jìn)口稅收方面的工作，適當(dāng)進(jìn)口元部件研發(fā)的國(guó)產(chǎn)CT機(jī)制造成本。使本應(yīng)以低成本為競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的國(guó)產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備的優(yōu)勢(shì)幾近喪失，而成了高價(jià)貨。因此，一定要加快調(diào)整生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品進(jìn)口關(guān)稅結(jié)構(gòu)，促進(jìn)民族醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4.2提高生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后，就技術(shù)貿(mào)易壁壘而言，在生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品領(lǐng)域我國(guó)幾乎處于不設(shè)防狀態(tài)。因而，要提高生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減緩并制約國(guó)外產(chǎn)品甚至二手設(shè)備的長(zhǎng)驅(qū)直入。

4.3加緊實(shí)施生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略。在積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，建立以行業(yè)管理為基礎(chǔ)的進(jìn)口產(chǎn)品監(jiān)管體系。進(jìn)一步加快建立我國(guó)生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。

4.4加大財(cái)政投入，優(yōu)化科研成果轉(zhuǎn)化體系。一方面，在國(guó)家“973計(jì)劃”、“863計(jì)劃”、國(guó)家自然科學(xué)基金中增加生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)立項(xiàng)和投入；另一方面，可以將生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)列入國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)管理范疇并放在突出地位，享受國(guó)家高新科技產(chǎn)業(yè)政策；此外，可以建立國(guó)家生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金。

5對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程未來(lái)發(fā)展的預(yù)測(cè)

（1）生物醫(yī)學(xué)工程介入性微創(chuàng)，將來(lái)激光技術(shù)，納米技術(shù)和植入型超微機(jī)器人將在醫(yī)療各領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。

（2）各種生物醫(yī)學(xué)工程診療儀器、實(shí)驗(yàn)裝置趨向智能化，遠(yuǎn)程醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化。

（3）生物醫(yī)學(xué)工程解決了不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著PET的問(wèn)世和應(yīng)用，形態(tài)和功能相結(jié)合的新型檢測(cè)系統(tǒng)將有大發(fā)展。非影像增顯劑型心血管、腦血管影像診查系統(tǒng)將被應(yīng)用。

（4）生物醫(yī)學(xué)工程材料和藥物相結(jié)合的新發(fā)展，植入型藥物長(zhǎng)效緩釋材料，可逆抗生育絕育材料、組織生長(zhǎng)可降解材料、生物止血材料將有新突破。

（5）生物材料和組織工程將有較大發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)工程中的生物機(jī)械結(jié)合型、人工器官將在臨床醫(yī)療中廣泛應(yīng)用。

淺談生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)處理方法:生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法概述

摘 要:生物醫(yī)學(xué)信號(hào)是人體生命信息的集中體現(xiàn),深入進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理的理論與方法的研究對(duì)于認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、探索疾病預(yù)防與治療的新方法都具有重要的意義。

關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)信號(hào) 信號(hào)檢測(cè) 信號(hào)處理

1 概述

1.1 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)及其特點(diǎn)

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)是一種由復(fù)雜的生命體發(fā)出的不穩(wěn)定的自然信號(hào),屬于強(qiáng)噪聲背景下的低頻微弱信號(hào),信號(hào)本身特征、檢測(cè)方式和處理技術(shù),都不同于一般的信號(hào)。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)可以為源于一個(gè)生物系統(tǒng)的一類信號(hào),這些信號(hào)通常含有與生物系統(tǒng)生理和結(jié)構(gòu)狀態(tài)相關(guān)的信息。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)種類繁多,其主要特點(diǎn)是:信號(hào)弱、隨機(jī)性大、噪聲背景比較強(qiáng)、頻率范圍一般較低,還有信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性隨時(shí)間而變,而且還是非先驗(yàn)性的。

1.2 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)分類

按性質(zhì)生物信號(hào)可分為生物電信號(hào)(Bioelectric Signals),如腦電、心電、肌電、胃電、視網(wǎng)膜電等;生物磁信號(hào)(Biomagnetic Signals),如心磁場(chǎng)、腦磁場(chǎng)、神經(jīng)磁場(chǎng);生物化學(xué)信號(hào)(Biochemical Signals),如血液的pH值、血?dú)狻⒑粑鼩怏w等;生物力學(xué)信號(hào)(Biomechanical Signals),如血壓、氣血和消化道內(nèi)壓和心肌張力等;生物聲學(xué)信號(hào)(Bioacoustic Signal),如心音、脈搏、心沖擊等。

按來(lái)源生物醫(yī)學(xué)信號(hào)可大致分為兩類:(1)由生理過(guò)程自發(fā)產(chǎn)生的主動(dòng)信號(hào),例如心電(ECG)、腦電(EEG)、肌電(EMG)、眼電(EOG)、胃電(EGG)等電生理信號(hào)和體溫、血壓、脈博、呼吸等非電生信號(hào);(2)外界施加于人體、把人體作為通道、用以進(jìn)行探查的被動(dòng)信號(hào),如超聲波、同位素、X射線等。

2 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)及方法

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)是對(duì)生物體中包含的生命現(xiàn)象、狀態(tài)、性質(zhì)和成分等信息進(jìn)行檢測(cè)和量化的技術(shù),涉及到人機(jī)接口技術(shù)、低噪聲和抗干擾技術(shù)、信號(hào)拾取、分析與處理技術(shù)等工程領(lǐng)域,也依賴于生命科學(xué)研究的進(jìn)展。信號(hào)檢測(cè)一般需要通過(guò)以下步驟(見(jiàn)圖1)。

①生物醫(yī)學(xué)信號(hào)通過(guò)電極拾取或通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào);②放大器及預(yù)處理器進(jìn)行信號(hào)放大和預(yù)處理;③經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣,將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào);④輸入計(jì)算機(jī);⑤通過(guò)各種數(shù)字信號(hào)處理算法進(jìn)行信號(hào)分析處理,得到有意義的結(jié)果。

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)包括:(1)無(wú)創(chuàng)檢測(cè)、微創(chuàng)檢測(cè)、有創(chuàng)檢測(cè);(2)在體檢測(cè)、離體檢測(cè);(3)直接檢測(cè)、間接檢測(cè);(4)非接觸檢測(cè)、體表檢測(cè)、體內(nèi)檢測(cè);(5)生物電檢測(cè)、生物非電量檢測(cè);(6)形態(tài)檢測(cè)、功能檢測(cè);(7)處于拘束狀態(tài)下的生物體檢測(cè)、處于自然狀態(tài)下的生物體檢測(cè);(8)透射法檢測(cè)、反射法檢測(cè);(9)一維信號(hào)檢測(cè)、多維信號(hào)檢測(cè);(10)遙感法檢測(cè)、多維信號(hào)檢測(cè);(11)一次量檢測(cè)、二次量分析檢測(cè);(12)分子級(jí)檢測(cè)、細(xì)胞級(jí)檢測(cè)、系統(tǒng)級(jí)檢測(cè)。

3 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理方法

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是研究從被干擾和噪聲淹沒(méi)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)信號(hào)處理的目的是要區(qū)分正常信號(hào)與異常信號(hào),在此基礎(chǔ)上診斷疾病的存在。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理廣泛地采用了數(shù)字信號(hào)分析處理方法:如對(duì)信號(hào)時(shí)域分析的相干平均算法;對(duì)信號(hào)頻域分析的快速傅立葉變換算法和各種數(shù)字濾波算法;對(duì)平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析的功率譜估計(jì)算法和參數(shù)模型方法;對(duì)非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析的短時(shí)傅立葉變換、時(shí)頻分布(維格納分布)、小波變換、時(shí)變參數(shù)模型和自適應(yīng)處理等算法;對(duì)信號(hào)的非線性處理方法如混沌與分形、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等。下面介紹幾種主要的處理方法。

3.1 頻域分析法

信號(hào)的頻域分析是采用傅立葉變換將時(shí)域信號(hào)x(t)變換為頻域信號(hào)X(f),從而將時(shí)間變量轉(zhuǎn)變成頻率變量,幫助人們了解信號(hào)隨頻率的變化所表現(xiàn)出的特性。信號(hào)頻譜X(f)描述了信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)以及在不同頻率處分量成分的大小,直觀地提供了從時(shí)域信號(hào)波形不易觀察得到頻率域信息。頻域分析的一個(gè)典型應(yīng)用即是對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換,研究信號(hào)所包含的各種頻率成分,從而揭示信號(hào)的頻譜、帶寬,并用以指導(dǎo)最優(yōu)濾波器的設(shè)計(jì)。

3.2 相干平均分析法

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)常被淹沒(méi)在較強(qiáng)的噪聲中,且具有很大的隨機(jī)性,因此對(duì)這類信號(hào)的高效穩(wěn)健提取比較困難。最常用的常規(guī)提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要應(yīng)用于能多次重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)的提取。如果待檢測(cè)的醫(yī)學(xué)信號(hào)與噪聲重疊在一起,信號(hào)如果可以重復(fù)出現(xiàn),而噪聲是隨機(jī)信號(hào),可用疊加法提高信噪比,從而提取有用的信號(hào)。這種方法不但用在誘發(fā)腦電的提取,也用在近年來(lái)發(fā)展的心電微電勢(shì)(希氏束電、心室晚電位等)的提取中。

3.3 小波變換分析法

小波分析是傳統(tǒng)傅里葉變換的繼承和發(fā)展,是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型的信號(hào)分析工具。目前,小波的研究受到廣泛的關(guān)注,特別是在信號(hào)處理、圖像處理、語(yǔ)音分析、模式識(shí)別、量子物理及眾多非線性科學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域,被認(rèn)為是近年來(lái)在工具及方法上的重大突破。小波分析有許多特性:多分辨率特性,保證非常好的刻畫(huà)信號(hào)的非平穩(wěn)特征,如間斷、尖峰、階躍等;消失矩特性,保證了小波系數(shù)的稀疏性;緊支撐特性,保證了其良好的時(shí)頻局部定位特性;對(duì)稱性,保證了其相位的無(wú)損;去相關(guān)特性,保證了小波系數(shù)的弱相關(guān)性和噪聲小波系數(shù)的白化性;正交性,保證了變換域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成為解決實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)有效的工具。小波變換在心電、腦電、脈搏波等信號(hào)的噪聲去除、特征提取和自動(dòng)分析識(shí)別中也已經(jīng)取得了許多重要的研究成果。

3.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿生物神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和神經(jīng)信息傳遞機(jī)理的信號(hào)處理方法。目前學(xué)者們提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型種類繁多。概括起來(lái),其共性是由大量的簡(jiǎn)單基本單元(神經(jīng)元)相互廣泛聯(lián)接構(gòu)成的自適應(yīng)非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是:(1)并行計(jì)算,因此處理速度快;(2)分布式存貯,因此容錯(cuò)能力較好;(3)自適應(yīng)學(xué)習(xí)(有監(jiān)督的或無(wú)監(jiān)督的自組織學(xué)習(xí))。

淺談生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)處理方法:基于生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)的醫(yī)療檢測(cè)與診斷

摘要：二十一世紀(jì)是高新技術(shù)發(fā)達(dá)的世紀(jì)，許多的領(lǐng)域的引進(jìn)了高新技術(shù)，信號(hào)的分析和處理技術(shù)在許多學(xué)術(shù)領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，許多學(xué)科都在關(guān)注這一技術(shù)的發(fā)展。而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理就是一個(gè)非常重要的角色。這些信號(hào)一般含有生物系統(tǒng)生理與結(jié)構(gòu)狀態(tài)相關(guān)的信息，因此，這些信號(hào)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有非常重要的價(jià)值。這篇文章就從生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的角度，重點(diǎn)探討生物醫(yī)學(xué)具有的特點(diǎn)、檢測(cè)方法、以及診斷意義。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)信號(hào) 技術(shù)處理 醫(yī)療檢測(cè) 診斷

1 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)特點(diǎn)

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)其實(shí)就是人體內(nèi)發(fā)出的光、電、聲的信號(hào)，但是基于人體內(nèi)的特點(diǎn)，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)與一般醫(yī)學(xué)信號(hào)相比，具有不同的特點(diǎn)，比如：信號(hào)不強(qiáng)，在母親體內(nèi)得到胎兒心電信號(hào)就非常微弱[1]。噪聲較強(qiáng)，由于人體本身信號(hào)不強(qiáng)，加上人體是一個(gè)綜合的復(fù)雜體，所以，信號(hào)非常容易遭受噪音影響。頻率范圍通常不高，其中除了心音信號(hào)頻譜有一點(diǎn)高以外，別的電生理信號(hào)頻譜都不高。隨機(jī)性較強(qiáng)，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)一方面是隨機(jī)的，同時(shí)也是平穩(wěn)的。正是由于這些特點(diǎn)的存在，讓生物醫(yī)學(xué)信號(hào)具有廣泛的應(yīng)用空間，對(duì)許多醫(yī)療診斷具有重要意義。

2 小波變換在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

2.1 在電腦信號(hào)方面的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的臨床電腦影像分析中，基本是采用目測(cè)標(biāo)注的模式來(lái)進(jìn)行，這種方法容易讓工作人員疲勞，并且誤差很大，造成臨床上多導(dǎo)EEG的“特征提取”與“數(shù)據(jù)壓縮”始終處于主觀處理上[2]。在分析過(guò)程中，窄窗口用于分析高頻，寬窗口用于分析低頻，這種分析方法體現(xiàn)了相對(duì)帶寬頻率分析與適應(yīng)變分辨分析思想，有效的克服了上面的缺陷，有效的提升了信號(hào)及時(shí)處理途徑。（1）EEG信號(hào)檢測(cè)：在以往的瞬態(tài)檢測(cè)中，通常是利用傅立葉變變換和匹配濾波的方法來(lái)進(jìn)行，但是，后者在檢測(cè)中需要相關(guān)信號(hào)的支持，前者一般只對(duì)有周期性并且能持續(xù)發(fā)出的信號(hào)有效。而小波變換檢測(cè)具有突出局部特征的能力，對(duì)短時(shí)瞬變的低能量較為有效，而且不需要提前先驗(yàn)知識(shí)。利用小波變換中的多尺度分析，可以參照EEG中的棘慢波、偽差等不同尺度的表現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異常波的檢測(cè)。（2）EP信號(hào)檢測(cè)：因?yàn)樾〔ㄗ儞Q利用的基波的頻率分辨率和時(shí)間各不相同，因此小波變換也使用于別的非平衡信號(hào)。在進(jìn)入2010年以來(lái)，采用小波多分辨分析來(lái)提取誘發(fā)電位，在提高信噪比、減少刺激回合數(shù)等方面都研究已經(jīng)向前邁進(jìn)了一大步，在不久的將來(lái)有實(shí)現(xiàn)誘發(fā)電位單詞提取的可能。

2.2 在心電信號(hào)處理中的應(yīng)用

ECG作為生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的重要組成部分，是非常適合利用時(shí)間尺度與時(shí)頻來(lái)進(jìn)行分析的。眾所周知，P、T、QRS就是ECG信號(hào)的組成部分，在這個(gè)組成中，各波的頻率特性有所不同。通過(guò)以上的分析可以得出，ECG是一種具有明顯時(shí)間尺度與時(shí)頻特征的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)。（1）ECG信號(hào)檢測(cè)。QRS波群的檢測(cè)方法多種多樣，常用的主要有：面積法、閾值法、斜率法等[3]，這些方法在使用過(guò)程中具有很多的弊端，如果遇見(jiàn)干擾嚴(yán)重等情況時(shí)，通常錯(cuò)誤率較大。在最近的一些檢測(cè)中，有的工作人員將小波變換引入到了ECG信號(hào)特征值的獲取和識(shí)別中，而且對(duì)于解決上面的弊端起到了非常明顯的作用。 （2）ECG晚電位檢測(cè)。當(dāng)下，在累加平均是許多晚電位分析儀器檢測(cè)采用的主要手段。Meste有效的利用了小波變換對(duì)晚電位獲取進(jìn)行了討論。

2.3 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理方法

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是研究從被干擾和噪聲淹沒(méi)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)信號(hào)處理的目的是要區(qū)分正常信號(hào)與異常信號(hào)，在此基礎(chǔ)上診斷疾病的存在。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理廣泛地采用了數(shù)字信號(hào)分析處理方法：如對(duì)信號(hào)時(shí)域分析的相干平均算法；對(duì)信號(hào)頻域分析的快速傅立葉變換算法和各種數(shù)字濾波算法；對(duì)平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析的功率譜估計(jì)算法和參數(shù)模型方法；對(duì)非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析的短時(shí)傅立葉變換、時(shí)頻分布（維格納分布）、小波變換、時(shí)變參數(shù)模型和自適應(yīng)處理等算法；對(duì)信號(hào)的非線性處理方法如混沌與分形、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等。

3 光學(xué)技術(shù)在癌癥診斷中的應(yīng)用

在癌癥診斷應(yīng)用中，將光線安裝在可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的儀器上，利用光在移動(dòng)中碰見(jiàn)組織而反射的路徑，這時(shí)，光的許多特征就可以為觀察者提供許多的人體內(nèi)在結(jié)構(gòu)觀察窗口。光學(xué)人體掃描儀主要是為了定位、診斷、識(shí)別人體內(nèi)部患處的問(wèn)題，對(duì)患者內(nèi)部相關(guān)部位進(jìn)行照亮，讓觀察人員了解到患處與周圍內(nèi)在結(jié)構(gòu)之間的不同之處，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的診斷。

自體熒光技術(shù)；在癌癥診斷中，光譜技術(shù)很早的已經(jīng)得到了使用，主要起源于光動(dòng)力學(xué)質(zhì)量研究階段。在70年代左右，眾多癌癥專家都在嘗試著將光敏熒光法應(yīng)用到癌癥診斷中，并且取得了理想的效果。但是，利用這種技術(shù)進(jìn)行診斷時(shí)，患者必須提前注射抗光敏藥物，但是，這種藥物存在著很多副作用，所以，這種診斷方法不能大量使用。為了克服這種診斷的弊端，“自體熒光法”檢測(cè)激光誘導(dǎo)的腫瘤組織自體特征熒光的方法得到了許多人的關(guān)注。

國(guó)內(nèi)一些專家進(jìn)行了大量的共振喇曼光譜、血清自體熒光實(shí)驗(yàn)研究、進(jìn)行了許多的統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)波長(zhǎng)激光對(duì)患者的血清處理變化，觀察自體熒光的信號(hào)變化與共振喇曼峰二者之間有無(wú)明顯差異性，進(jìn)而對(duì)癌癥患者進(jìn)行診斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：食道癌、胃癌、胰島癌等癌癥患者在經(jīng)過(guò)血清激光作用治療后，喇曼光譜有明顯的差異性[4]， 并且熒光信號(hào)強(qiáng)度在降低，熒光峰發(fā)生了變化，變化幅度與正常人相比要大得多。

一些癌癥學(xué)者又通過(guò)自體熒光體側(cè)檢測(cè)系統(tǒng)在結(jié)腸鏡下測(cè)量獲取組織自體熒光光譜，在對(duì)光譜進(jìn)行判別分類時(shí)，是采用的多元判別法。實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：所采用的多元判別法可以依靠很高的特異性與靈敏性來(lái)分別腫瘤組織和正常組織。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨著研究的深入，理論研究更加成熟、通信系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)圖像歸檔相續(xù)出現(xiàn)、家庭醫(yī)療保健器材快速發(fā)展、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷需求不斷提升，對(duì)醫(yī)學(xué)信號(hào)的圖像增強(qiáng)、分析處理、壓縮、去噪等多方面提出了相應(yīng)的要求，在這種背景下，通過(guò)現(xiàn)代分析方法和傳統(tǒng)分析方法的結(jié)合，足以滿足未來(lái)發(fā)展的需要，而生物醫(yī)學(xué)信號(hào)技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)未來(lái)的醫(yī)療檢測(cè)與診斷具有非常重要的促進(jìn)作用。

淺談生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)處理方法:《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》本科教學(xué)探討

【摘 要】《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門(mén)主要的專業(yè)課程，文章通過(guò)分析該課程的特點(diǎn)，以及結(jié)合本專業(yè)該課程的實(shí)際情況，探討從課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)以及和其他專業(yè)課程聯(lián)合三個(gè)方面進(jìn)行課程教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學(xué)工程；信號(hào)處理；教學(xué)改革

生物醫(yī)學(xué)工程是運(yùn)用自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，研究人體的結(jié)構(gòu)、功能，并從工程角度解決防病、治病等問(wèn)題的一門(mén)綜合性高技術(shù)學(xué)科。而生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是生物醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。

一、課程特點(diǎn)

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的重要專業(yè)課程，在生命科學(xué)基礎(chǔ)研究、醫(yī)學(xué)診斷和臨床治療等方面均起著重要的作用，已成為國(guó)內(nèi)外大多數(shù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科教學(xué)大綱中的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)及開(kāi)展科研工作奠定了基礎(chǔ)。該課程內(nèi)容包含生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的測(cè)量、處理和定量描述；還有探測(cè)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)源，描述一個(gè)生物醫(yī)學(xué)物理系統(tǒng)的輸入與輸出信號(hào)之間內(nèi)在聯(lián)系。通過(guò)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生掌握生物信號(hào)處理的基本原理、方法和發(fā)展趨勢(shì)，使學(xué)生具備獲取、處理和解釋生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的能力。該課程充分體現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)與工程學(xué)的交叉性，其綜合性、理論性和實(shí)驗(yàn)性都很強(qiáng)，因此其教學(xué)過(guò)程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工程技術(shù)手段解決生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具體問(wèn)題的能力具有重要意義。

從課程教學(xué)目標(biāo)來(lái)看，目前講授該課程的國(guó)內(nèi)外情況并無(wú)太大差異，即：使學(xué)生學(xué)會(huì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的基本理論和方法，能夠應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)檢測(cè)到的心電、腦電和其他各類生理信號(hào)進(jìn)行處理，學(xué)會(huì)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程涉及到大量的定理、公式、變換以及算法，與高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)、數(shù)理方程、模電等基礎(chǔ)課程密切相關(guān)。由于教學(xué)內(nèi)容上涉及到大量的算法理論與公式推導(dǎo)，且具有一定的難度，因而對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，有些單調(diào)枯糙，理解起來(lái)也比較困難，因此該課程的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)需不斷完善和改革，以期獲得較好的教學(xué)效果。

二、教學(xué)改革內(nèi)容

（一）針對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程的特點(diǎn)，改進(jìn)課堂教學(xué)的形式

作為一門(mén)重要的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)課，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理隨著科學(xué)研究的發(fā)展也在不停的變化和發(fā)展，因此必須把講解經(jīng)典方法和介紹最新發(fā)展動(dòng)態(tài)結(jié)合起來(lái)。目前，課堂教學(xué)的內(nèi)容主要有隨機(jī)信號(hào)基礎(chǔ)、隨機(jī)信號(hào)檢測(cè)、參數(shù)估計(jì)、功率譜估計(jì)、匹配濾波、維納濾波、自適應(yīng)濾波，涉及面廣、數(shù)學(xué)公式多、理論概念抽象、實(shí)際應(yīng)用知識(shí)較難掌握。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，需采用各種教學(xué)手段克服學(xué)生的畏難情緒。首先，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容修改教學(xué)課件，調(diào)整理論推導(dǎo)與實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容的比例；另外在教學(xué)中更多地加入與MATLAB軟件的互動(dòng)以及教學(xué)演示軟件的操作，讓學(xué)生能更好的掌握相關(guān)知識(shí)。

MATLAB是一個(gè)主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的計(jì)算環(huán)境，可以繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序，在信號(hào)處理與通訊、信號(hào)檢測(cè)中發(fā)揮很大的作用。其豐富的可修改的函數(shù)庫(kù)也可給學(xué)生提供好的實(shí)踐空間。通過(guò)MATLAB軟件的調(diào)用可實(shí)現(xiàn)生醫(yī)信號(hào)處理中常用的處理算法的直觀化。教學(xué)課件中與MATLAB的交互主要采用函數(shù)調(diào)用的方式，簡(jiǎn)潔明了，讓學(xué)生對(duì)各種算法處理的效果有直觀的認(rèn)識(shí)；

另外還采用基于MATLAB的圖形用戶界面（GUI）編寫(xiě)教學(xué)演示軟件，教師或?qū)W生通過(guò)與軟件界面的交互了解本課程中常見(jiàn)信號(hào)處理算法的功用，數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出，各種算法的軟件實(shí)現(xiàn)方法等等，該軟件目前已初步成形，還在不斷改進(jìn)和完善當(dāng)中。

（二）改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式

任何一門(mén)與實(shí)際技術(shù)技能相關(guān)的課程都需要實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是現(xiàn)代高等教育中必不可少的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，一方面可以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握，另一方面也是提高學(xué)生動(dòng)手能力和將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的有效途徑。為了更好的掌握知識(shí)點(diǎn)，生醫(yī)信號(hào)處理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過(guò)生醫(yī)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了3-4個(gè)綜合的生理信號(hào)處理的程序設(shè)計(jì)題目。如題目“心電信號(hào)的QRS復(fù)波檢測(cè)”讓學(xué)生了解了心電信號(hào)的特點(diǎn)，熟悉了低通、高通、帶通等濾波器的設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以及熟悉使用MIT/BIH數(shù)據(jù)庫(kù)；題目“維納-霍夫方程”讓學(xué)生對(duì)維納濾波的知識(shí)進(jìn)行鞏固，熟悉其計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，對(duì)尋找最小均方誤差意義下的最優(yōu)濾波器有更深的認(rèn)識(shí)，且能觀察維納濾波對(duì)一些不同的常見(jiàn)的生理信號(hào)，如心電，腦電信號(hào)的處理效果；題目“Yule-Walker方程”讓學(xué)生通過(guò)編程對(duì)實(shí)際生理信號(hào)（例如腦電）建立AR模型，從而對(duì)參數(shù)模型法估計(jì)功率譜有了更深的了解，且對(duì)使用白噪聲驅(qū)動(dòng)生成隨機(jī)信號(hào)，腦電數(shù)據(jù)壓縮等方面也有了更直觀的感受。

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)置多樣化，既涉及到生醫(yī)信號(hào)處理課程中的主要內(nèi)容，如信號(hào)檢測(cè)、最佳線性濾波器設(shè)計(jì)、現(xiàn)代功率譜估計(jì)方法等；同時(shí)又對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的基本內(nèi)容進(jìn)行了復(fù)習(xí)和鞏固。除了上述內(nèi)容之外，還進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生編程的能力。還訓(xùn)練了學(xué)生獲取生理信號(hào)的能力，學(xué)生既可以利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的醫(yī)療儀器如心電圖機(jī)、腦電圖儀等獲取心電、腦電信號(hào)，亦可通過(guò)MIT/BIH數(shù)據(jù)庫(kù)獲得所需的生理信號(hào)。

在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中鼓勵(lì)學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)并有不同的成果展示。在團(tuán)隊(duì)中每個(gè)學(xué)生擔(dān)任不同的角色并負(fù)責(zé)不同的分工任務(wù)，他們?cè)谕瓿蓪?shí)驗(yàn)任務(wù)的同時(shí)也培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神并使每個(gè)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中充分發(fā)揮了自己的特長(zhǎng)，體驗(yàn)到自己的價(jià)值。因此，既可以鞏固所學(xué)理論知識(shí)，還可以提高學(xué)生動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（三）與其他相關(guān)課程聯(lián)合

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的課程，其流程為：生物醫(yī)學(xué)信號(hào)及其特性信號(hào)采集信號(hào)處理信號(hào)的識(shí)別診斷，目前的教學(xué)內(nèi)容主要注重后兩個(gè)環(huán)節(jié)，前兩個(gè)涉及較少。通過(guò)綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，如課程設(shè)計(jì)，將本課程與其他專業(yè)課程聯(lián)系起來(lái)，使得學(xué)生對(duì)前兩個(gè)環(huán)節(jié)有較好的學(xué)習(xí)，從而對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的整體流程有完整且深刻的理解。

如在課程設(shè)計(jì)中，所有的設(shè)計(jì)內(nèi)容都涉及到了對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)及其特性的了解和信號(hào)采集這兩個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生利用生醫(yī)實(shí)驗(yàn)室已有的設(shè)備器件，如心電圖機(jī)、腦電圖儀、多道生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳感器平臺(tái)獲取相應(yīng)的生理信號(hào)可實(shí)現(xiàn)對(duì)該兩個(gè)環(huán)節(jié)的知識(shí)的鞏固，同時(shí)也復(fù)習(xí)了《醫(yī)學(xué)儀器》、《生物醫(yī)學(xué)傳感器》等專業(yè)課程的相關(guān)內(nèi)容，將幾門(mén)專業(yè)課程聯(lián)系成一體，使得專業(yè)學(xué)習(xí)更加的系統(tǒng)化。在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中更是經(jīng)常涉及到生理信號(hào)處理的完整系統(tǒng)流程，既提高了設(shè)備的利用率，又鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

三、結(jié)語(yǔ)

在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)教學(xué)方式的不斷改革，使得學(xué)生能夠更加容易的理解和掌握專業(yè)知識(shí)，同時(shí)更多地結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，引入更多具體的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)例，將真實(shí)世界與理論研究聯(lián)系起來(lái)，從而達(dá)到使學(xué)生能學(xué)好這門(mén)課程，并培養(yǎng)其解決實(shí)際問(wèn)題能力的目的。

淺談生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)處理方法:醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理雙語(yǔ)教學(xué)改革探討

摘要：針對(duì)醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)必修課之一――生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程教學(xué)現(xiàn)狀，分析該課程實(shí)現(xiàn)雙語(yǔ)教學(xué)模式的優(yōu)越性，淺析生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)雙語(yǔ)教學(xué)改革的重要性及途徑，從而為醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程改革提供新方向。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理;雙語(yǔ)教學(xué);改革

生物醫(yī)學(xué)工程（BiomedicalEngineering）是各種工程學(xué)科同生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合的新興交叉學(xué)科[1]。從1979年11月“國(guó)家科委生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科組”成立至今，中國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展已有30余年的歷史。隨著生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)的完善，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理已成為許多有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)高校的必修課之一。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是繼“信號(hào)與系統(tǒng)”“數(shù)字信號(hào)處理”和“生理系統(tǒng)建模”等課程之后開(kāi)設(shè)的面向數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用的課程。該課程作為生物與醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的核心課程，充分體現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)與工程學(xué)的交叉性，其綜合性、理論性和實(shí)驗(yàn)性都很強(qiáng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生從工程角度解決生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具體問(wèn)題的能力具有重要意義。

醫(yī)學(xué)院校課程改革主要緣于醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步。在最初的單一研究、精細(xì)分析、高度分化的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了多學(xué)科高度綜合、融合的基本態(tài)勢(shì)，既要求在醫(yī)學(xué)理論構(gòu)成上融合，又要求在診斷治療技術(shù)應(yīng)用上融合[2]。按照醫(yī)學(xué)發(fā)展的要求，將更多與自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等多學(xué)科相互滲透、互相融合，從而要求醫(yī)學(xué)專業(yè)課程體系的設(shè)置隨之變化。因此，醫(yī)學(xué)院校中生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的課程改革也要適應(yīng)整個(gè)醫(yī)學(xué)專業(yè)課程的整體進(jìn)步。這樣，課程改革要求熟悉國(guó)內(nèi)外新科技的動(dòng)態(tài)，不斷地掌握新的相關(guān)科學(xué)技術(shù)，吸收新知識(shí)和新技術(shù)。雙語(yǔ)教學(xué)是目前高校教育改革的方向之一，利用雙語(yǔ)教學(xué)和專業(yè)的融合，既能充分發(fā)揮雙語(yǔ)教學(xué)方式對(duì)學(xué)生掌握專業(yè)英語(yǔ)詞匯的促進(jìn)作用，又能提高學(xué)生查找原文學(xué)習(xí)資源等實(shí)際能力。

本文結(jié)合筆者幾年從事生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理和雙語(yǔ)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，淺析生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理教學(xué)現(xiàn)狀及實(shí)現(xiàn)雙語(yǔ)教學(xué)改革與實(shí)踐的途徑。

1.

課程設(shè)置

天津醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建立于1986年，由神經(jīng)工程、醫(yī)學(xué)儀器、物理醫(yī)學(xué)和生物信息學(xué)等方向構(gòu)成。針對(duì)自身學(xué)科特點(diǎn)，“生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”課程體系提出理論聯(lián)系實(shí)踐，因此課程學(xué)時(shí)包括36學(xué)時(shí)理論課程和18學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課程。由于“生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”課程含有較多定理、公式、變換以及算法，因此該課程的理論教學(xué)必然分配較多學(xué)時(shí);同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工程方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力至關(guān)重要，因此實(shí)踐環(huán)節(jié)必不可少。

2.

雙語(yǔ)教學(xué)

雙語(yǔ)教學(xué)包括教材語(yǔ)言和授課語(yǔ)言兩方面。使用原文教材能夠使學(xué)生系統(tǒng)地了解掌握原文專業(yè)知識(shí)的表述。但由于語(yǔ)言等文化差異，全部利用原文教材還存在一定困難。因此合理刪減原文教材重組后編寫(xiě)方式較為適宜。專業(yè)教師知識(shí)豐富，但英語(yǔ)授課尚有一定難度。當(dāng)前高校注重人才培養(yǎng)和引進(jìn)。許多具有博士學(xué)位的人才或留學(xué)歸國(guó)人員具備“外語(yǔ)+專業(yè)”的基本條件。這將有利于雙語(yǔ)教學(xué)，而且也易實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

3.

教學(xué)方式

雙語(yǔ)課程主要目的是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀、翻譯及寫(xiě)作能力。增加師生的互動(dòng)能夠提高學(xué)生的積極性，如課堂上開(kāi)展小應(yīng)用討論，并輪流推選代表發(fā)言，鼓勵(lì)英文口頭報(bào)告;課下布置相關(guān)文獻(xiàn)題目，以小組形式共同完成，鼓勵(lì)用英文撰寫(xiě)報(bào)告等方式。

4.

同行學(xué)習(xí)

雙語(yǔ)專業(yè)教師要有豐富的專業(yè)理論知識(shí)及扎實(shí)的外語(yǔ)基礎(chǔ)。但是雙語(yǔ)教學(xué)或偏重英文教學(xué)并不容易，因此加強(qiáng)雙語(yǔ)專業(yè)教師與英語(yǔ)專業(yè)教師的相互學(xué)習(xí)，進(jìn)而提高雙語(yǔ)專業(yè)教師雙語(yǔ)教學(xué)的素質(zhì)和水平，提高英語(yǔ)專業(yè)教師理解其他學(xué)科專業(yè)術(shù)語(yǔ)的能力。

5.

總結(jié)

在“生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”雙語(yǔ)課程改革中，要把握理論聯(lián)系實(shí)踐的原則;根據(jù)實(shí)際情況，合理刪減重組原文教材;鼓勵(lì)師生互動(dòng);雙語(yǔ)專業(yè)教師與英語(yǔ)專業(yè)教師要互相學(xué)習(xí)和交流。