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統計信號處理:醫學信號分析與處理(簡體書)
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目次

書摘/試閱

《統計信號處理:醫學信號分析與處理》內容簡介:醫學信號分析與處理是生物醫學工程專業本科生和研究生的專業基礎課,旨在培養學生基本掌握現代統計信號處理的理論與方法,并能夠結合臨床研究與應用,利用信號處理手段解決醫學診斷與治療方面的相關問題。全書共分為10章,包括:緒論,常見的醫學信號及其檢測,隨機信號與非線性信號分析基礎,信號檢測與參數估計,隨機信號的相關函數估計與功率譜估計,維納濾波與卡爾曼濾波,自適應濾波及其應用,非平穩生物醫學信號分析與處理,非高斯生物醫學信號分析與處理,生物醫學信號分析與處理的應用實例。
《統計信號處理:醫學信號分析與處理》適合用作高等院校生物醫學工程專業或電子信息類專業本科生與碩士研究生的教材或教學參考書,也可以供相關教師和工程技術人員閱讀。
《統計信號處理:醫學信號分析與處理》是信息科學技術學術著作叢書之一。
《信息科學技術學術著作叢書》序
前言
第1章 緒論
1.1 醫學信號的分類與特點
1.1.1 醫學信號概述
1.1.2 醫學信號的分類
1.1.3 醫學信號的特點
1.2 醫學電信號及其產生機制
1.2.1 細胞的生物電現象
1.2.2 細胞生物電信號的產生機制
1.3 醫學信號的采集
1.3.1 醫學信號采集系統組成
1.3.2 醫學信號采集中的噪聲與干擾
1.3.3 安全問題
1.4 醫學信號分析與處理的作用
思考題

第2章 常見的醫學信號及其檢測
2.1 心電信號
2.1.1 心電信號的產生
2.1.2 心電信號的特點
2.1.3 心電信號的采集
2.2 腦電信號
2.2.1 腦電信號的產生
2.2.2 腦電信號的分類及其特點
2.2.3 腦電信號采集
2.2.4 腦電信號的應用
2.3 誘發電位信號
2.3.1 誘發電位的產生
2.3.2 皮層誘發電位的特點
2.3.3 誘發電位的采集
2.4 肌電信號
2.4.1 肌電信號的產生
2.4.2 肌電信號的特點
2.4.3 肌電信號的采集與應用
2.5 胃電信號
2.5.1 胃電信號的產生
2.5.2 胃電信號的特點及其應用
2.5.3 胃電信號的檢測
2.6 心音信號
2.6.1 心音信號的產生
2.6.2 心音信號的特點
2.6.3 心音信號的檢測
2.7 腦磁圖
2.7.1 腦磁信號的產生
2.7.2 腦磁信號的應用特點
2.7.3 腦磁信號的采集
2.8 常見的醫學圖像
2.8.1 常見醫學圖像及其產生原理
2.8.2 醫學圖像的發展趨勢
思考題

第3章 隨機信號與非線性信號分析基礎
3.1 醫學信號的隨機性與非線性
3.2 隨機變量的概念與特性
3.2.1 隨機變量的概念
3.2.2 隨機變量的分布
3.2.3 隨機變量的數字特征
3.2.4 隨機變量的特征函數
3.3 隨機信號與隨機過程
3.3.1 隨機過程與隨機信號及其統計分布
3.3.2 平穩隨機信號
3.3.3 各態歷經性
3.3.4 非平穩隨機信號
3.4 常見的隨機信號與隨機噪聲
3.4.1 高斯(正態)分布隨機信號
3.4.2 門噪聲與帶限白噪聲過程
……
第4章 信號檢測與參數估計
第5章 隨機信號的相關函數估計與功率譜估計
第6章 維納濾波與卡爾曼濾波
第7章 自適應濾波及其應用
第8章 非平穩生物醫學信號分析與處理
第9章 非高斯生物醫學信號分析與處理
第10章 生物醫學信號分析與處理的應用實例
參考文獻
(5)隨機性特別強
由于人體系統的時變性、復雜性及個體差異,使得生物醫學信號具有顯著的隨機性,并且許多醫學信號具有明顯的非高斯、非平穩特性。對于隨機信號而言,一般不能用確定的數學函數來表示,其規律也需要從大量的統計結果中提取出來,因此必須借助統計信號處理(或稱為隨機信號處理)的理論和方法來分析處理醫學信號。
(6)非線性特性顯著
由于生物醫學信號中的內源信號和感生信號是由人體產生的,而人體又具有明顯的非線性特性,因而其產生的信號也具有顯著的非線性特征。例如,腦電、心電、胃電和肌電等均具有某種自相似性,這是一種典型的非線性特性。與心血管系統有關的信號,通常還具有無限循環但不完全重復的非線性特性。因而,非線性信號處理也成為生物醫學信號處理的一個重要方面。
1.2 醫學電信號及其產生機制
如前所述,醫學信號根據其產生的方式大體可以分為三類。其中內源信號是人體自發產生的各種信號,包括化學信號和電信號等,是人體多方面信息的反應。人體由細胞組成,生命活動基于大量細胞的正常新陳代謝和對內環境的準確反應。細胞在完成其正常功能的過程中表現出具有一定規律性的電學行為。在神經和運動等系統中,產生的電信號提供了大量豐富的信息,很大程度上能夠反映器官、系統乃至人體的生理狀況,在臨床診斷上具有重要的應用價值。目前,臨床診斷使用的腦電圖、心電圖、肌電圖和胃電圖等就是通過醫學信號采集系統得到的大量細胞電學行為的集合,對醫生診斷疾病起到了重要的參考作用,在臨床上得到了廣泛的應用。本節主要在細胞層面上介紹電信號的主要現象和產生機制。
1.2.1 細胞的生物電現象
在人體各個部位采集的電信號反映了較近器官的行為,分別被稱為腦電、心電和肌電等,這些信號在特征方面存在較大的差異。基本上,采集的電信號所具有的特征決定于單個細胞產生電信號的特征及其在時間和空間上對整體信號的貢獻。單個細胞電學方面的活動主要表現在細胞膜兩側電位差(跨膜電位)的變化和通過細胞膜的電流(跨膜電流)的變化,這也是體表能夠采集到電信號的根源所在。細胞跨膜電位的主要活動形式有靜息電位、動作電位和動作電位的傳導。

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