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生物医学信号处理研究综述 被引量:32
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作者 胡广书 汪梦蝶 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第5期915-932,共18页
生物医学信号处理在生命科学研究、保健、疾病的预防、治疗以及医疗仪器产业中具有重要的意义。由于生物医学信号来自于人体,受生理、心理的影响,信号具有多样性和复杂性的突出特点,加之其特殊的应用目的,因此生物医学信号处理需要多学... 生物医学信号处理在生命科学研究、保健、疾病的预防、治疗以及医疗仪器产业中具有重要的意义。由于生物医学信号来自于人体,受生理、心理的影响,信号具有多样性和复杂性的突出特点,加之其特殊的应用目的,因此生物医学信号处理需要多学科的理论。本文较为全面地讨论了生物医学信号处理的主要内容,即生物医学信号的种类、特点和对其处理的主要环节,生物医学信号处理所涉及的理论内容,并以心电和脑电为例介绍了生物医学信号处理的应用。然后介绍了生物医学信号处理的新进展,简要回顾了现代信号处理近十年来的热点内容,即Hilbert-Huang变换、压缩感知及信号的稀疏表达。最后对生物医学信号处理研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 生物医学信号 数字信号处理 心电信号 脑电信号 HILBERT-HUANG变换 压缩感知
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癫痫发作前脑电行为的高阶统计量分析 被引量:4
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作者 胡广书 王俊峰 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期111-117,共7页
由于癫痫的发作一般呈突发性,因在目前还做不到对癫痫发作的有效预测。本文利用高阶统计量对20例癫痫发作前的两段脑电信号分别建立AR模型并提取特征,然后通过对这些信号作模式识别,发现在癫痫发作前6s内,脑电信号中已蕴含有... 由于癫痫的发作一般呈突发性,因在目前还做不到对癫痫发作的有效预测。本文利用高阶统计量对20例癫痫发作前的两段脑电信号分别建立AR模型并提取特征,然后通过对这些信号作模式识别,发现在癫痫发作前6s内,脑电信号中已蕴含有在时域看不到的异常变化,从而为癫痫的预测提供了可能。本文对这些脑电信号进一步做双谱分析。 展开更多
关键词 癫痫 高阶统计量 AR模型 模式识别 脑电图
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心电图的计算机辅助分析 被引量:3
3
作者 胡广书 朱泽煌 《生物医学工程学进展》 CAS 1995年第4期59-60,58,共3页
一、引言 由于计算机和微电子技术的问世,本世纪后半叶心电图的计算机辅助分析应用日益广泛,在心电监护、心电Holter、心电图自动分析仪、心电体表标测以及高频心电、心室晚电位及希氏束、胎儿心电及心率变异性等许多方面都取得了进展... 一、引言 由于计算机和微电子技术的问世,本世纪后半叶心电图的计算机辅助分析应用日益广泛,在心电监护、心电Holter、心电图自动分析仪、心电体表标测以及高频心电、心室晚电位及希氏束、胎儿心电及心率变异性等许多方面都取得了进展。本文拟结合我们的工作扼要介绍ECG计算机辅助分析所需要的主要算法,如予处理、特征检测、病类判别及数据压缩等。 展开更多
关键词 计算机辅助分析 心电图 数据压缩算法 QRS波群宽度 心电信号 心肌缺血 心率变异性 ECG数据 心室晚电位 QRS波群检测
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数字信号处理──一门正在蓬勃发展的新学科 被引量:1
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作者 胡广书 崔子经 《电子科技导报》 1995年第1期16-18,共3页
数字信号处理是一门涉及众多学科,又广泛应用于众多领域的新兴学科,它既有着较为完整的理论体系,又正在以最快的速度形成自己的产业,因此,它是近三十年来发展最快的新学科之一。本文简要介绍了数字信号处理的理论范围、软、硬件实... 数字信号处理是一门涉及众多学科,又广泛应用于众多领域的新兴学科,它既有着较为完整的理论体系,又正在以最快的速度形成自己的产业,因此,它是近三十年来发展最快的新学科之一。本文简要介绍了数字信号处理的理论范围、软、硬件实现及应用的一些基本内容。 展开更多
关键词 数字信号处理 信号检测 信号处理
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体表心电峰值等电位图的描绘及临床应用研究
5
作者 胡广书 郑良和 可立志 《北京生物医学工程》 北大核心 1995年第1期15-20,共6页
作者首先讨论了体表心电峰值等电位图的描绘方法,其中包括将2─D展开平面网格化、建立边表、等位线上点的插值、建立等位值序列表及最后生成峰值等电位图等。利用该方法作者以32例临床病例对五种异常心电信号进行了研究,得到了一... 作者首先讨论了体表心电峰值等电位图的描绘方法,其中包括将2─D展开平面网格化、建立边表、等位线上点的插值、建立等位值序列表及最后生成峰值等电位图等。利用该方法作者以32例临床病例对五种异常心电信号进行了研究,得到了一些启发性结果。 展开更多
关键词 体表心电 峰值等电位 临床应用 峰值等电位图
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体表心电Mapping系统中心电信号的处理与峰值定位检测
6
作者 胡广书 郑良和 《北京生物医学工程》 北大核心 1995年第2期65-69,共5页
体表心电Mapping是又一个新的心脏疾病诊断技术。作者考虑了体表心电噪声强、各导联之间心电差异性较大的特点,提出了性能较好的心电处理算法。其中包括:50Hz陷波、零相位低通滤波及宽范围抛物线拟合去除基线漂移的算法等。在此基础上,... 体表心电Mapping是又一个新的心脏疾病诊断技术。作者考虑了体表心电噪声强、各导联之间心电差异性较大的特点,提出了性能较好的心电处理算法。其中包括:50Hz陷波、零相位低通滤波及宽范围抛物线拟合去除基线漂移的算法等。在此基础上,将心电信号的一阶差分、二阶差分及时域幅值相结合以形成阈值,通过在主峰值左、右作反复搜索的方法对Q、R、S及其它子波作精确定位。通过对28名临床病例的检验,定位准确率为97.7%。 展开更多
关键词 体表心电 MAPPING 峰值定位检测 心电图
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MIT—BIH心电数据库的开发及用作检测标准 被引量:25
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作者 朱泽煌 胡广书 +1 位作者 郭恒 崔子经 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期244-249,243,共7页
本文对美国MIT-BIH ECG数据库,就提高采样率、心电形态归并及波形注释等方面作了进一步的开发工作。并提出了检出率的计算方法和作为检测标准的使用方法。这些技术在“七五”攻关项目“心律失常分析仪”的考核中得到了成功地应用。
关键词 心电信号 数据库 检出率 检测标准
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数字助听器中若干主要算法的发展和现状 被引量:20
8
作者 肖宪波 王宁宇 胡广书 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 2004年第4期694-698,共5页
首先简要介绍了数字助听器的概念 ,随后分别针对数字助听器中信号处理的几个主要部分 :多通道频响补偿、噪声去除和反馈消除 ,分析和比较了它们的常用算法。文章最后介绍了一些助听器信号处理的新思路。
关键词 数字助听器 算法 发展 信号处理 频响补偿 去噪 反馈消除
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虹膜识别算法的研究及实现 被引量:50
9
作者 黄惠芳 胡广书 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期404-409,共6页
Daugman提出的虹膜识别算法具有准确性高、速度快的优点 ,但是有关该算法的具体实现却未见文献报道。对Daugman的算法进行了研究 ,并尝试该算法的实现 ,提出了一种新的粗定位和精定位相结合的算法来快速定位虹膜。在滤波过程中仅利用了... Daugman提出的虹膜识别算法具有准确性高、速度快的优点 ,但是有关该算法的具体实现却未见文献报道。对Daugman的算法进行了研究 ,并尝试该算法的实现 ,提出了一种新的粗定位和精定位相结合的算法来快速定位虹膜。在滤波过程中仅利用了实部滤波器就可减少代码长度 ,而不影响识别效果 ,其中包括图像的预处理、多尺度 2DGabor滤波器的构造 ,虹膜码及Ham ming距离的计算等。实验结果表明 ,该方法计算速度快 ,提取特征的效果好 ,可用于实际的身份鉴别系统。 展开更多
关键词 虹膜识别 虹膜定位 GABOR滤波器 特征提取 HAMMING距离 身份鉴别
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心率变异性的非线性动力学分析及其应用 被引量:18
10
作者 廖旺才 胡广书 杨福生 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第3期193-201,共9页
心率变异性(HRV)是当前心电图分析的一个前沿热点。目前HRV信号的分析法主要是功率谱分析法,非线性分析法则不多,而且后者主要都是静态分析法。本文则充分发挥了非线性动力学的潜力,提出了HRV信号的分形维数、复杂度和近... 心率变异性(HRV)是当前心电图分析的一个前沿热点。目前HRV信号的分析法主要是功率谱分析法,非线性分析法则不多,而且后者主要都是静态分析法。本文则充分发挥了非线性动力学的潜力,提出了HRV信号的分形维数、复杂度和近似熵分析法及其动态分析法。本文用这些方法分别对选拔飞行员的抗G潜能测试中的重力加速度改变对HRV影响进行了非线性动力学分析。结果表明:重力加速度改变增加后受试者的HRV的三个非线性参数都有不同程度的降低。进一步的分析还发现分解后的HRV的三个非线性参数和受试者的抗G潜能存在比较明显的相关性。本文还对两个HRV信号进行了动态分析。结果表明。 展开更多
关键词 心率变异性 分形维数 非线性动力学 心电图
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基于FPGA的实时X线医学图像处理系统 被引量:6
11
作者 张辉 夏明新 +1 位作者 焦戬 胡广书 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期39-44,共6页
X线图像的实时处理要求系统具有强大的运算能力和数据吞吐能力。本研究介绍了一套基于FPGA的图像处理系统,可以对输入的X线图像进行多种实时处理,包括回归滤波、数字减影、基于7×7模板的图像增强以及基于双三次插值的图像缩放等,... X线图像的实时处理要求系统具有强大的运算能力和数据吞吐能力。本研究介绍了一套基于FPGA的图像处理系统,可以对输入的X线图像进行多种实时处理,包括回归滤波、数字减影、基于7×7模板的图像增强以及基于双三次插值的图像缩放等,并生成多种接口的显示图像。该系统可以应用于透视和血管减影造影等多种场合。由于采用高度集成的FPGA器件,整个系统功能强大,结构小巧紧凑。实验结果表明,系统工作稳定,可以初步满足临床应用要求。 展开更多
关键词 实时图像处理 现场可编程门阵列 数字减影 图像增强 图像插值
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生物反馈训练后癫痫患者脑电相关维数变化的分析 被引量:7
12
作者 赵龙莲 梁作清 +1 位作者 伍文清 胡广书 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期71-76,85,共7页
研究生物反馈训练对难治性癫痫患者脑电相关维数的影响。以21例难治性癫痫患者为研究对象,强化患者12~15Hz的感觉运动节律波,抑制4~8Hz的0波。经过一定疗程的反馈治疗后,其中6例癫痫症状有明显改善且跟踪采集了脑电记录的病例,其1... 研究生物反馈训练对难治性癫痫患者脑电相关维数的影响。以21例难治性癫痫患者为研究对象,强化患者12~15Hz的感觉运动节律波,抑制4~8Hz的0波。经过一定疗程的反馈治疗后,其中6例癫痫症状有明显改善且跟踪采集了脑电记录的病例,其16导联处的脑电相关维数均有不同程度的增加,尤其以训练点c4附近前脑区的脑电相关维数增加更加显著,表明脑电生物反馈治疗有助于皮层神经元群体电生理活动向更加混沌的状态转化,从而改善癫痫病态症状。相关维数可以通过表征大脑生理状态的改变,用于脑电生物反馈治疗效果的评价。 展开更多
关键词 生物反馈 癫痫 脑电 相关维数
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精神负荷对心率变异性影响的非线性动力学分析 被引量:8
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作者 廖旺才 胡广书 +1 位作者 杨福生 张利民 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 1996年第2期118-124,共7页
为研究精神负荷对心率变异性(HRV)的影响,在选拔飞行员的心理生理储备测试中,对HRV进行了非线性动力学分析。结果表明,加载精神负荷后受试者的HRV的三个非线性参数都有不同程度的降低。进一步分析还发现分解后的HRV的... 为研究精神负荷对心率变异性(HRV)的影响,在选拔飞行员的心理生理储备测试中,对HRV进行了非线性动力学分析。结果表明,加载精神负荷后受试者的HRV的三个非线性参数都有不同程度的降低。进一步分析还发现分解后的HRV的三个非线性参数和受试者的心理生理储备有一定的相关性,有可能做为衡量心理储备的一项指标. 展开更多
关键词 工作负荷 心理生理学 心率变异性 心理生理储备
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高采样率下简单整系数工频陷波器的设计 被引量:16
14
作者 兰瑞芬 胡广书 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期152-156,共5页
目的解决心电信号分析中高采样频率下工频窄带陷波器设计难题。方法本文提出了一种基于零极点抵消和插值理论结合的带阻滤波器的设计方法,设计出滤波器系数为简单整系数,带宽可任意调整,而且可满足高采样率下工频陷波的要求。同时为了... 目的解决心电信号分析中高采样频率下工频窄带陷波器设计难题。方法本文提出了一种基于零极点抵消和插值理论结合的带阻滤波器的设计方法,设计出滤波器系数为简单整系数,带宽可任意调整,而且可满足高采样率下工频陷波的要求。同时为了消除窄带滤波器的吉布思现象,本文吸取前人的经验,提出了在信号线性段采用平均滤波的方法消除吉布思现象。结果该方法设计的滤波器能有效去除高采样频率下50Hz工频干扰,且系数为整数,实现简单。结论基于零极点抵消和插值理论结合的带阻滤波器,可以有效地解决高采样率下窄带工频陷波器的设计难题,滤除了工频干扰信号,同时最大程度地保留了信号的有用成分,满足心电分析的要求。 展开更多
关键词 心电图 整系数滤波器 工频陷波器 插值 平均滤波
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建立在小波变换基础上的心率变异信号的仿真建模和分解 被引量:6
15
作者 廖旺才 胡广书 杨福生 《信号处理》 CSCD 1997年第1期1-11,共11页
心率变异性(HeartRateVariability,简记为HRV)是无创检测心脏自主神经调节功能的一种手段,是近年来心电信号处理领域的一个前沿研究热点.考虑到HRV仿真建模的重要性和对HRV信号的1/f成分和非1/f成分分解开,分别处理的必要性,... 心率变异性(HeartRateVariability,简记为HRV)是无创检测心脏自主神经调节功能的一种手段,是近年来心电信号处理领域的一个前沿研究热点.考虑到HRV仿真建模的重要性和对HRV信号的1/f成分和非1/f成分分解开,分别处理的必要性,本文建立了基于小波逆变换的HRV信号仿真模型。用该模型仿真的HRV信号不仅包含谐波部分还反映了1/f部分,并且能准确地控制谐波部分的频率。仿真结果表明该模型能较好地仿真出时域、频域特征都接近实际HRV信号的HRV信号.针对1/f过程的特点,本文提出了基于小波变换的方法将HRV信号的1/f成分和非1/f成分在时域上分解开的算法.分解结果表明服这种算法的可行性。 展开更多
关键词 心率变异性 小波变换 仿真 建模 心电信号处理
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基于Cao算法的心率变异信号分析 被引量:4
16
作者 朱莉 吴建华 胡广书 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期130-134,共5页
目的进一步分析心率变异信号的混沌特性。方法采用Cao算法分析了40例健康人(老年组20例,年轻组20例)的心率变异;提出确定最小嵌入维数的稳定性准则;提出定量分析心率变异信号中确定性成分的方法,并应用于老年组和年轻组。结果每例被试... 目的进一步分析心率变异信号的混沌特性。方法采用Cao算法分析了40例健康人(老年组20例,年轻组20例)的心率变异;提出确定最小嵌入维数的稳定性准则;提出定量分析心率变异信号中确定性成分的方法,并应用于老年组和年轻组。结果每例被试者的心率变异信号均同时含有随机成分和确定性成分;稳定性准则能解决Cao算法确定嵌入维数时存在主观因素的问题;老年人的确定性成分比年轻人高。结论本文证明了心率变异是一种确定性混沌现象;稳定性准则能获得最小嵌入维数;随着年龄的增长心率变异性降低。 展开更多
关键词 Cao算法 心率变异 混沌 最小嵌入维数 稳定性准则
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基于血管平行性和拓扑性的冠脉树分割 被引量:7
17
作者 许燕 胡广书 +1 位作者 耿进朝 商丽华 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期24-29,共6页
本研究提出了一种基于血管平行性和拓扑性的冠脉树分割方法。利用冠脉的曲率和平行性,获取冠脉段的边缘;利用冠脉的连通性和拓扑性,获取整个冠脉树的边缘。本方法的优点是,冠脉树的跟踪是从中心初始点到冠脉的末梢点,跟踪冠脉树的拓扑... 本研究提出了一种基于血管平行性和拓扑性的冠脉树分割方法。利用冠脉的曲率和平行性,获取冠脉段的边缘;利用冠脉的连通性和拓扑性,获取整个冠脉树的边缘。本方法的优点是,冠脉树的跟踪是从中心初始点到冠脉的末梢点,跟踪冠脉树的拓扑结构与真实冠脉的拓扑结构接近,解决了大冠脉段分支被分成几段的缺点,使冠脉段达到了很好的连续性;利用血管边缘的平行性和连通性,能找出准确冠脉的配对边缘,很好的解决了由三维图像投影为二维图像冠脉之间的部分重叠和遮挡问题。上述方法能获取完整、单连通和单像素的冠脉树边缘。实验结果表明,本研究提出的方法有很好的准确性。 展开更多
关键词 冠状动脉树 平行性 拓扑性 边缘 曲率
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心率变异性非线性信息处理的现状与展望 被引量:12
18
作者 廖旺才 杨福生 胡广书 《国外医学(生物医学工程分册)》 北大核心 1995年第6期311-316,共6页
心率变异性是无创检测心脏自主神经及体液调节功能的一种手段,是近年来心电信号处理领域的一个前沿研究热点。本文对它的研究现状,尤其是非线性处理方面的现状进行了概述,提出了今后的研究方向。
关键词 心率变异性 心电学 信号处理 非线性动力学
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基于X-ray造影图像的主要冠状动脉血管直径测量的研究 被引量:5
19
作者 许燕 薛辉 胡广书 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期874-878,共5页
冠脉血管直径的测量是冠心病诊断的基础。利用图像处理的方法实现冠脉直径的测量,并在此基础上给出了冠脉的正常直径,比传统意义上的百分比狭窄率更具有应用价值。采用103个病例进行统计研究。其中男病例51个,女病例52个。按照美国心脏... 冠脉血管直径的测量是冠心病诊断的基础。利用图像处理的方法实现冠脉直径的测量,并在此基础上给出了冠脉的正常直径,比传统意义上的百分比狭窄率更具有应用价值。采用103个病例进行统计研究。其中男病例51个,女病例52个。按照美国心脏病协会分段准则,把冠脉树分成了27段,利用已知导管直径计算真实冠脉段直径。结果给出了冠脉平均直径、中点直径、冠脉长度和弯曲率四个参数的均值和标准差。其结果与尸检结果比较接近。在处理冠脉直径狭窄时,这些参数可作为参考值,在冠状动脉病变分析中具有非常重要的应用价值。 展开更多
关键词 冠状动脉 直径 图像分析 血管造影图 定量分析
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性别,年龄,身高和体重对人类冠状动脉的内腔直径影响的初步研究 被引量:6
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作者 许燕 薛辉 胡广书 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期783-787,共5页
由于冠心病的发病率高,影响冠状动脉的直径变化因素的研究已经成为关注。本研究尝试结合图像分析技术研究性别,年龄,身高,体重这四个因素对整个冠脉树的各个主要分段的直径的影响。实验结果表明,女性的冠脉直径明显低于男性的冠脉直径;... 由于冠心病的发病率高,影响冠状动脉的直径变化因素的研究已经成为关注。本研究尝试结合图像分析技术研究性别,年龄,身高,体重这四个因素对整个冠脉树的各个主要分段的直径的影响。实验结果表明,女性的冠脉直径明显低于男性的冠脉直径;年龄对冠脉的直径有直接影响;随着年龄的增加,冠脉直径略微变大;身高对冠脉的直径有一定的关系,随着个体身高的增加,冠脉直径变大;体重对冠脉的直径时候没有直接影响,在不同的体重段,冠脉直径的大小几乎相同。此结果一方面能作为辅助临床诊断的信息;另一方面为进一步研究冠脉的发病机理提供参考信息。 展开更多
关键词 冠状动脉 直径 图像分析 定量分析
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