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1、DSP应用技术课程报告题目：基于DSP的医学信号采集技术综述学号：专业方向：姓名：日期：摘要：生物医学信号的采集处理是生物医学工程学中的重要分支，它为生物医学基础研究和临床诊断、分析提供必要的数据。为实现生物医学信号实时数据采集与处理，设计了以DSP为核心的、基于USB2.0的信号采集与处理系统。该系统利用DSP的高性能数据处理能力，使得从微弱信号中提取生物信号并保证较高的精度成为可能,并利用其USB2.0高速接口,实现了与PC之间即插即用和高速、可靠的通信。MATLAB表现出来的独特的优越性，无疑将对人体所表现出来的生物医学信号的研究和有用信息的提取产生积极而广泛的影响。关键词：
2、生物医学信号；数据采集；数字信号处理器；通用串行总线；MATLABAbstractTheacquisitionandprocessingofbiomedicalsignalsisanimportantbranchofthebiomedicalengineering,itprovidestheessentialdataforbiomedicalresearch、clinicaldiagnosisandanalysis.Inordertorealizethebiomedicalsignalreal-timedataacquisitionandprocessing,adataacquis
3、itionandprocessingsystemisdesignedwithDSPasthecore,basedonthesignalUSB2.0.Thesystemcanextractbiomedicalsignalsfromweaksignalsandthenanalyzethem.ThenewstandardofUSB2.0allowshigh-speedandrobustdatatransferbetweensuchaDSPperipheralandahostPC.TheresultshowsthatuniquesuperioritythatMATLABholdswillp
4、roduceactiveandwideeffectsonstudyandusefulinformationextractionofbiomedicalsignalsthathumanbodypresents.Keywords:biomedicalsignals;dataacquisition;DSP;USB；MATLAB一．医学信号采集的概述目前在临床医学上最常用的心电图机、脑电图机、肌电图机、监护仪、诱发电位图仪、以及各类超声诊断设备设计制造的核心部分就是信号的采集。而人体电生理信号的幅度却只有几微伏到几毫伏的范围，且信号比较微弱很容易受外界干扰，但是这些信号却直接反映了人体的生
5、命信息，在临床上具有非常重要的意义。为了实现对人体电信号的采集，通常需要加多级放大，将信号放大到比较大的幅度并进行模拟滤波再利用ADC进行采样，即传统的模拟信号采集处理方法；本文所要介绍的数字信号采集方法：在输入端只采用阻抗变换模块，将信号进行差分后直接接高精度ADC模块，然后利用DSP的数字信号处理能力设计数字滤波器的方法对数据进行滤波处理，实现对微弱信号的采集，并通过蓝牙模块实现与PC机的无线通讯。由于数字医学信号采集方法具有诸多传统模拟采集方法所不具备的优点，因此其必将成为以后技术发展的主流。医学信号采集、分析和处理在医学研究、临床诊断与治疗上具有重要意义。近年来,随着计算机
6、的普及,数字信号处理理论及处理芯片(DSP)的发展,给现代生物医学信号的研究提供了更先进的手段和处理方法。在医学临床和科学研究中,需要采集各种生物电信号、识别信号的主要特征,并判断其规律,特别是对于生物体发出的非周期、随机的生理电信号,需要应用数字滤波、模式识别算法等对信号进行处理。生物医学信号包括各种生理参数,如:脑电、心电、肌电、神经元放电信号等生理电信号;此外还有非生理电信号,如:血压、呼吸、血流量、心音等。生物电信号多属于强噪声背景下的低频(小于200Hz)的弱信号。由于人体多种生物电信号和各种噪声的交织,以及测量系统本身的影响,使得人体生物电信号的测量成了难度较高的技术。
7、特别是笔者在研究生物体大脑皮层的神经元群放电信时,由微电极放大器输出的信号幅度小于10mV,并淹没在噪声中,这些信号对于采集系统有着很高的精度要求,同时对于后继的实时处理系统也需要严格的技术要求和数学计算处理方法。本文主要介绍一种采用USB2.0接口和以高性能DSP的高速数据采集处理系统,与传统使用的医学测量仪器的功能相结合,将采集到的生物电信号进行数字化处理,实时完成信号的处理、分析、显示、存储、打印等各种功能综合系统。二．医学信号的特点及分类1.生物医学信号的特点
