生醫訊號處理實務：課程簡介

台科大醫工所 許昕hhsiu@mail.ntust.edu.tw

課程宗旨

增進工學背景學生跨入醫學工程領域之實際執行能力 培養生醫訊號量測分析之軟硬體實務觀念與能力 課程安排著重實用面，增進生醫訊號處理之思考、討

論與演練，

學習方法

What: 需先瞭解生理訊號之本質– 需紮實，無捷徑

How: 技術是否符合應用需求– 活化思考– Boundary condition

– 創新思考的應用關鍵

課程大綱

1. 數位訊號處理基礎2. 生醫訊號處理3. 生理電訊號介紹與思考4. 其他相關知識5. 實作作業專題分析講解、思考與演練

教材

以 ppt 講義為主 Digital Signal Processing: a computer-based approach, 4th

ed. By SK Mitra. Biomedical Signal Processing. By M Akay. …

評量方式 期中考、期末考筆試各 25%

– 考試可帶任意書面資料， but not NB

– 著重觀念而非記憶 期中作業 50%

– 實做成果輪流 demo 不會點名

– 學習成果由自己負責– 上課中若有急需，可離開課堂

上課方式

前半為上次作業檢討＋下次作業介紹 後半為課程內容講述

作業重點– 期望能深入瞭解動機後，再往下實作– 仔細思考要處理的問題，而不是亂代方法

Project 與作業方向

我的專長：循環生理訊號 主題設定

– ECG 心電圖– PPG 光血管容積變化

分析需求– 瞭解其特性– 開出需求規格：與我們想做什麼有關– 如何實現規格

作業執行

將以 Matlab 為主要 tool– 請大家先行學習熟悉

1-2 人一組– 每次作業，於繳交當天上課前，整組交一份簡短報告

• 題目、重要流程規劃、 code 、測試方法、測試結果– 上台者加分：每次 bonus 5 分，自行進行分配

分析主題

ECG 之時域分析 PPG 之頻域分析 低 SNR 之演練： LDF 之時域分析 待分析數據：由老師提供給大家演練

– ECG+PPG+LDF

都是大學問– 演算法層面：要能作得出來、有效率– 生理層面：要有實質意義

What is 生醫信號

來自生物體的信號– 通常具生理學上的意義

一般藉感測器轉換為電訊號，再進行分析

生醫信號特性一

1. 生醫訊號常須更為靈敏之處理– 值很小

• AP, ECG, EEG

– 線性度要求高• 血壓波形量測

– 低頻、 60Hz干擾嚴重

生醫信號特性二

2. 生醫信號常不易量測– Non-invasive tech is preferred ，以避免傷害– 干擾來源不易排除

3. 來源複雜，變異性大，即使在正常人– 受生理強大調控機制影響

• 高血壓、低血壓– 一天內之生理活動，即產生變異

• 血糖、血壓、體溫– 不易定義正常

• In US, Over 60% are overweight.

– 生物統計扮演重要角色4. 須講求安全性與可靠性

– 五洲製藥廣告– 但常瞭解不足，須經動物或臨床試驗，執行統計驗證

What is 生醫信號處理

前置處理– 干擾排除、前端放大

分析處理– 濾波、AD轉換、頻域轉換、小波轉換等運算

結果輸出– 視覺、聽覺、儲存

評估判斷– Database、生物統計

ProcessInput Output

信號來源

評估判斷

擷取 前置處理 分析處理 結果輸出

生醫信號處理常見方塊圖