1、医学电子信号的计算机处理 张洁华 江苏省泰兴市中医院 摘 要： 近几年来, 伴随着电子信息技术的高速发展, 尤其是微型计算机的进一步普及, 这一项技术已经在医学以及相关领域当中得到了进一步的延伸, 利用计算机技术, 对于医学电子信号进行处理, 并进一步渗入到医学管理的诸多领域当中, 已经受到了广泛地重视。在本文的研究过程当中, 主要立足于这一宏观背景进行讨论, 进而提出医学电子信号的计算机处理策略, 希望能够在一定程度上起到借鉴作用。关键词： 医学电子信号; 计算机; 处理技术; 深入进行医学信号检测, 并进一步完善相关处理理论与方法, 具有一定的现实意义, 一方面, 其能够帮助人们认识生命运
2、动的规律, 也能够进一步帮助探索疾病预防与治疗的方法。医学当中所涉及到的电子信号是比较丰富的, 并且每一种信号所反映出来的特征也是不尽相同的, 需要采取对应的计算机处理方式。1 医学电子信号的相关概述医学电子信号是医学信号当中的一种类型, 其中主要包含的有心电、脑电、超声波和 X 线等, 以超声波为例, 其能够将被测物的信息表现出来, 其中涉及到回拨信号的幅度、频率和相位等方面。在医学研究当中, 经常涉及到的信号有动脉压、中心静脉压、左心室内压、呼吸波、血流图和心动图、图像和其他理化信息等。从特点上来看, 有的信号相对比较微弱, 而又的信号噪声背景较大, 还有的信号具有显著的随机性与非平稳性。
3、2 医学电子信号滤波器设计在进行信号测试的过程当中, 被测信号一般具有各种频率的噪声, 从一定程度上来讲, 草绳对于信号是一种干扰, 也是一种极为不利的因素。基于此, 可以借助于滤波器当中的选频作用, 将干扰噪声与无用信号过滤掉, 这样也能够提高信号分析的真实程度。从当前的临床应用来看, 比较常见的有以下几种滤波器。高级 IIR 滤波器, 也就是无限冲激响应滤波器, 使用这种滤波器, 能够以较低的阶数得到较高的选择性, 在相同的规模速度之下, 这种滤波器能够更好的带外衰减特性。高级 FIR 滤波器, 也就是无限冲激响应滤波器, 使用这一滤波器, 其系统相对来说是比较稳定的, 并且能够实现设计多
4、通带或者多阻带滤波器。从结构上来看, 这一滤波器可以视为一个分节的延时线, 将每一节的输出加权累加。3 Lab VIEW 程序运行分析在 Lab VIEW 当中, VI 是核心所在, 其中存在着前面板, 这是一个人机交互的界面, 同时, 也存在着一个后面板, 这是一个类似于源代码功能菜单框图的程序。就前者而言, 其中主要涉及到的是控制量和显示量这两个对象, 对于仪器当中的输入装置进行了模拟, 然后得出所对应的框图程序, 在这一过程当中还涉及到显示量这一概念, 其主要对于仪器的输入装置进行模拟, 然后显示出来所对应的数据。就后者而言, 也可以称作是代码窗口或者是流程图, 这是 VI 图形化的一种
5、源程序, 在流程图当中对于 VI 图形进行编程, 能够实现对于输入和输出功能的操作。而在这一过程当中, 还涉及到流程图的概念, 包含了前面板上没有但是编程当中需要存在的对象。后面板当中的控件和前面板的控件相对应借助于连线和添加程序等方式, 实现滤波器的功能最大化。与此同时, 在前面板当中, 需要设置不同的参数, 从而保证整个程序的成功运行。3.1 整体程序在框图的设计这一方面, 整体的效果需要保证整洁大方, 所以, 结合以往的经验, 在本研究当中主要涉及到的是 case 选择框, 在这一选择框当中, 前面板用一个下拉框来实现对于不同滤波器模式功能的选择, 其中每一个设置都存在着不同的模式, 相
6、应的选择项包含低通、高通、带通和带阻, 在不同的滤波器下, 所呈现出来的滤波效果也是不同的。3.2 运行结果与分析医学电子信号会受到人体诸多因素的影响, 所以, 从某种程度上来讲, 其具有一般信号所不具备的特点, 也正是因为这一信号的存在, 使得医学电子信号的计算机处理方式, 已经成为当前能够发挥威力的重要领域。本文所涉及到的滤波器具备特殊的电路, 能够将有用的信号顺利通过, 与此同时, 也能够阻止并削弱其他的干扰信号。通过研究能够发现, 最为常见的 Butterworth 低通滤波器, 一般都够在低频中通过。从波动幅度这一方面来看, 具有平坦的特征, 对于频率的大小进行调节, 能够进一步使得
7、曲线进行变化, 调节阶数的数值也能够使其衰减度有所变化, 并且上述两者之间存在着正相关性, 即伴随着阶数的变大, 衰减程度也会显著增加。在 Chebyshev 低通滤波器当中, 图形显示具有比较明显的等波形特性, 能够对于不同的参数起到调节作用, 与之相伴随的是波形的改变。在 Bessel 低通滤波器的时候当中, 能够看出来, 其中涉及到的信号形状基本上不会出现改变, 但是过渡带相对来说是比较狭窄的。在 Elliptic低通滤波器当中, 所表现出来的主要特征体现在波形这一方面, 其表现在铜带和阻带内, 在上述两者当中都存在着波纹起伏特性, 和其他类型的滤波器相比较, 在同样的指标和性能之下,
8、Elliptic 低通滤波器所需要的阶数最小。在针对 Elliptic 低通滤波器的波形进行改变的过程当中, 采用调节参数的方式就能够达到较好的效果。上文所介绍的低通滤波器是医疗电子信号处理的数字化标志, 通过研究能股看出来, 虚拟仪器能够进一步实现硬件软件化与软件模块化特点, 仪器的开发也现象出来了通用性强、便于维修等特点, 将准确率提高到一定程度上来, 也节约了大量的时间。4 结语总的来说, 在当前医学电子信号计算机处理程序当中, 不容忽视的是虚拟仪器的基本思想以及信号处理的基本理论。如果不能够深入探究上述二者, 就不能够保证开发工具的价值最大化, 也难以解释在计算机处理过程当中存在着的种种问题。本文的研究当中融入了 Lab VIEW 开发平台的相关要素与优缺点, 进而提出未来发展方向。参考文献1彭微, 殷海.浅谈经验模态分析法在生物医学信号处理中的应用J.中国水运:理论版, 2015, 5 (05) :173-174. 2周学武, 宋晓英, 张丙忠.浅析医学电子仪器的电安全性J.医疗装备, 2016, 19 (03) :36-36. 3岳晓东, 孙运强, 姚爱琴.基于 Lab VIEW 的医学信号处理程序设计J.电子测试, 2010 (08) :58-63. 4陈志国, 杨宇军.医学图像的电子计算机处理J.牡丹江医学院学报, 2015 (03) :73-74.
