醫(yī)學電子信號的計算機處理

張潔華

近幾年來，伴隨著電子信息技術的高速發(fā)展，尤其是微型計算機的進一步普及，這一項技術已經(jīng)在醫(yī)學以及相關領域當中得到了進一步的延伸，利用計算機技術，對于醫(yī)學電子信號進行處理，并進一步滲入到醫(yī)學管理的諸多領域當中，已經(jīng)受到了廣泛地重視。在本文的研究過程當中，主要立足于這一宏觀背景進行討論，進而提出醫(yī)學電子信號的計算機處理策略，希望能夠在一定程度上起到借鑒作用。

【關鍵詞】醫(yī)學電子信號 計算機 處理技術

深入進行醫(yī)學信號檢測，并進一步完善相關處理理論與方法，具有一定的現(xiàn)實意義，一方面，其能夠幫助人們認識生命運動的規(guī)律，也能夠進一步幫助探索疾病預防與治療的方法。醫(yī)學當中所涉及到的電子信號是比較豐富的，并且每一種信號所反映出來的特征也是不盡相同的，需要采取對應的計算機處理方式。

1 醫(yī)學電子信號的相關概述

醫(yī)學電子信號是醫(yī)學信號當中的一種類型，其中主要包含的有心電、腦電、超聲波和X線等，以超聲波為例，其能夠?qū)⒈粶y物的信息表現(xiàn)出來，其中涉及到回撥信號的幅度、頻率和相位等方面。在醫(yī)學研究當中，經(jīng)常涉及到的信號有動脈壓、中心靜脈壓、左心室內(nèi)壓、呼吸波、血流圖和心動圖、圖像和其他理化信息等。從特點上來看，有的信號相對比較微弱，而又的信號噪聲背景較大，還有的信號具有顯著的隨機性與非平穩(wěn)性。

2 醫(yī)學電子信號濾波器設計

在進行信號測試的過程當中，被測信號一般具有各種頻率的噪聲，從一定程度上來講，草繩對于信號是一種干擾，也是一種極為不利的因素。基于此，可以借助于濾波器當中的選頻作用，將干擾噪聲與無用信號過濾掉，這樣也能夠提高信號分析的真實程度。從當前的臨床應用來看，比較常見的有以下幾種濾波器。

高級IIR濾波器，也就是無限沖激響應濾波器，使用這種濾波器，能夠以較低的階數(shù)得到較高的選擇性，在相同的規(guī)模速度之下，這種濾波器能夠更好的帶外衰減特性。

高級FIR濾波器，也就是無限沖激響應濾波器，使用這一濾波器，其系統(tǒng)相對來說是比較穩(wěn)定的，并且能夠?qū)崿F(xiàn)設計多通帶或者多阻帶濾波器。從結構上來看，這一濾波器可以視為一個分節(jié)的延時線，將每一節(jié)的輸出加權累加。

3 LabVIEW程序運行分析

在LabVIEW當中，VI是核心所在，其中存在著前面板，這是一個人機交互的界面，同時，也存在著一個后面板，這是一個類似于源代碼功能菜單框圖的程序。就前者而言，其中主要涉及到的是控制量和顯示量這兩個對象，對于儀器當中的輸入裝置進行了模擬，然后得出所對應的框圖程序，在這一過程當中還涉及到顯示量這一概念，其主要對于儀器的輸入裝置進行模擬，然后顯示出來所對應的數(shù)據(jù)。就后者而言，也可以稱作是代碼窗口或者是流程圖，這是VI圖形化的一種源程序，在流程圖當中對于VI圖形進行編程，能夠?qū)崿F(xiàn)對于輸入和輸出功能的操作。而在這一過程當中，還涉及到流程圖的概念，包含了前面板上沒有但是編程當中需要存在的對象。

后面板當中的控件和前面板的控件相對應借助于連線和添加程序等方式，實現(xiàn)濾波器的功能最大化。與此同時，在前面板當中，需要設置不同的參數(shù)，從而保證整個程序的成功運行。

3.1 整體程序

在框圖的設計這一方面，整體的效果需要保證整潔大方，所以，結合以往的經(jīng)驗，在本研究當中主要涉及到的是case選擇框，在這一選擇框當中，前面板用一個下拉框來實現(xiàn)對于不同濾波器模式功能的選擇，其中每一個設置都存在著不同的模式，相應的選擇項包含低通、高通、帶通和帶阻，在不同的濾波器下，所呈現(xiàn)出來的濾波效果也是不同的。

3.2 運行結果與分析

醫(yī)學電子信號會受到人體諸多因素的影響，所以，從某種程度上來講，其具有一般信號所不具備的特點，也正是因為這一信號的存在，使得醫(yī)學電子信號的計算機處理方式，已經(jīng)成為當前能夠發(fā)揮威力的重要領域。本文所涉及到的濾波器具備特殊的電路，能夠?qū)⒂杏玫男盘栱樌ㄟ^，與此同時，也能夠阻止并削弱其他的干擾信號。通過研究能夠發(fā)現(xiàn)，最為常見的Butterworth低通濾波器，一般都夠在低頻中通過。從波動幅度這一方面來看，具有平坦的特征，對于頻率的大小進行調(diào)節(jié)，能夠進一步使得曲線進行變化，調(diào)節(jié)階數(shù)的數(shù)值也能夠使其衰減度有所變化，并且上述兩者之間存在著正相關性，即伴隨著階數(shù)的變大，衰減程度也會顯著增加。在Chebyshev低通濾波器當中，圖形顯示具有比較明顯的等波形特性，能夠?qū)τ诓煌膮?shù)起到調(diào)節(jié)作用，與之相伴隨的是波形的改變。在Bessel低通濾波器的時候當中，能夠看出來，其中涉及到的信號形狀基本上不會出現(xiàn)改變，但是過渡帶相對來說是比較狹窄的。在Elliptic低通濾波器當中，所表現(xiàn)出來的主要特征體現(xiàn)在波形這一方面，其表現(xiàn)在銅帶和阻帶內(nèi)，在上述兩者當中都存在著波紋起伏特性，和其他類型的濾波器相比較，在同樣的指標和性能之下，Elliptic低通濾波器所需要的階數(shù)最小。在針對Elliptic低通濾波器的波形進行改變的過程當中，采用調(diào)節(jié)參數(shù)的方式就能夠達到較好的效果。

上文所介紹的低通濾波器是醫(yī)療電子信號處理的數(shù)字化標志，通過研究能股看出來，虛擬儀器能夠進一步實現(xiàn)硬件軟件化與軟件模塊化特點，儀器的開發(fā)也現(xiàn)象出來了通用性強、便于維修等特點，將準確率提高到一定程度上來，也節(jié)約了大量的時間。

4 結語

總的來說，在當前醫(yī)學電子信號計算機處理程序當中，不容忽視的是虛擬儀器的基本思想以及信號處理的基本理論。如果不能夠深入探究上述二者，就不能夠保證開發(fā)工具的價值最大化，也難以解釋在計算機處理過程當中存在著的種種問題。本文的研究當中融入了LabVIEW開發(fā)平臺的相關要素與優(yōu)缺點，進而提出未來發(fā)展方向。

參考文獻

[1]彭微，殷海.淺談經(jīng)驗模態(tài)分析法在生物醫(yī)學信號處理中的應用[J].中國水運：理論版，2015，5（05）：173-174.

[2]周學武，宋曉英，張丙忠.淺析醫(yī)學電子儀器的電安全性[J].醫(yī)療裝備，2016，19（03）：36-36.

[3]岳曉東，孫運強，姚愛琴.基于LabVIEW的醫(yī)學信號處理程序設計[J].電子測試，2010（08）：58-63.

[4]陳志國，楊宇軍.醫(yī)學圖像的電子計算機處理[J].牡丹江醫(yī)學院學報，2015（03）：73-74.

作者單位

江蘇省泰興市中醫(yī)院 江蘇省泰興市 225400endprint