大连理工大学

实验报告

课程：生物医学仪器实践

院    系：电子信息与电气工程学部 

班    级：        电医1001                 

姓    名：        梅世宇        

学    号：       201058002       

指导老师：­­­­­­     覃开蓉   朱勇       

2011 年 07 月 10 日

一.实验

1.测试时间7月5日上午8:00-8:40

测试人:梅世宇 女 一般健康 18岁

仪器:傻瓜式血压心率测试仪

地点:大黑楼c座

2.数据统计

3.曲线图

4.分析

  由曲线图分析可知,心率血压的变化与运动速度有关,速度快,心率升高,高压升高,低压降低.

5.质疑

此次实验很不严谨很不完善,由于个人的原因,没能控制准确路程,时间,速度,于是跑得很乱,导致实验结果很不明确.

6.改进方案

1,相同速度不同路程分别测试心率,高压,低压;

2,相同路程不同速度分别测试心率,高压,低压;

3,进行比较;

4,限于时间因素,可以每次做实验的同学进行沟通分组分别完成1,2不同条件下的结果.

二．Edwin智能管理机

1.效果案例

小萌是IBME设计部新上任的主管，资历不深厚，刚接过上届主管的工作，从专职设计师转变到到管理层的她担心自己协调不好所以信心不是很足。顶着上下的压力，她早早来到公司，习惯性的走到edwin前，edwin依旧很快显示出签到成功的界面并大声问候：“亲爱的萌，早上好！工作愉快！！”小萌想回应一句，但疲劳纠结的大脑竟想不出一句完整的话，于是看着显示器上的几句话，第一句是“走自己的路，也要听别人的话"，第二句是公司的创业口号”better BME， better story”，第三句竟然是前任主管说过的一句话”设计与技术齐飞”。小萌琢磨着，慢吞吞的念出第三句话。edwin屏幕上竟出现了CEO的画面，他认真的望着小萌说：”有困难大家一起克服！“小萌忽然意识到自己不是孤军奋战，她需要去多听大家的想法和建议。压力一下减轻了很多，困难还是有的，但集体的力量是无穷的。她很快适应了现在的工作并得到了大家的一致认可。

 最近管理人员在研究电脑的员工心情曲线反应中发现曲线普遍呈倒V型，于是立刻锁定曲线上升阶段和下降阶段对应的时间段，找到在这个时间段公司出台的新计划和改动。一个是公司人员部门之间的大调动，另一个或许是edwin记录心情功能的添加？经分析，前一个改动不会引起员工情绪的相同变化。问题出现在后者？经过调查，原来edwin新功能增加之初，确实带来很好的效果，大家很高兴去尝试并带动愉快的心情。但是后来员工习惯并厌倦，语调不是很高亢，很多员工签完到就匆匆离开了，并且新功能的增加延长了签到时间给员工带来不便并造成一定的混乱。

2.功能概况

Edwin是一台集人脸识别签到功能与心情分析功能一体的智能识别机,他装置在IBME公司进门的大厅墙壁上。edwin屏幕一开始显示摄像头前的实时动态，一旦有员工接近，即采集人像进行识别，完成识别后显示签到成功界面，然后edwin充满激情大声的问候签到者：”亲爱的XXX，早上好！工作愉快！“同时edwin屏幕上显示几条名言或者管理者自定义的语句，签到的员工任意念出其中一条或者说出一句自己想说的话。如果员工热情高涨，edwin会回复：“今天你很棒！”如果员工状态一般，edwin回复：”相信自己！”如果员工心情不是很好，edwin回复：”有困难大家一起克服！”

管理人员会在电脑一端收到员工的签到信息以及员工的心情指数，每个员工每天的心情指数会整合在一起构成心情—日期曲线图，一旦有持续情绪低迷的员工edwin会提醒到管理人员，以便进行辅助心理疏导以及个别新计划的调整和改进。

3.心情分析原理

edwin通过表情分析和语调分析计算员工的心情指数，把员工的心情归为三种：high，mid，low并设定对应的回复。心情指数为表情和语调指数的累加。

4.表情指数

人脸的表情是由人脸肌肉的运动所形成的一种动作，是情感变化在面部的表现形式。在以人工智能，图像处理，模式识别，社会心理学等为基础的研究中，各种思路和方法不断涌现。

  表情识别系统主要是由图像获取，预处理，表情特征提取和表情分类四个模块组成.

我们拟采用人脸温谱图的细微变化来捕捉人脸表情点的运动特征进行表情识别，利用红外传感器可以获取人脸热辐射图像，红外传感器可在弱光或没有光照下，或者在员工有面部遮挡物的情况下捕获人脸温谱图。 我们拟采用局部分析与识别法，在表情识别中，典型的人脸部件有眼睛，嘴，眉毛，他们的不同运动表现了丰富的面部表情，例如鼻子在面部表情的识别中贡献很小，可以忽略。所以将运动变化定位到眼睛，嘴和眉毛进行分析。

  前人提出44个运动单元（AU）来描述人脸表情变化。定义五个级别的表情指数分别对应五个运动方式-人脸部位标准曲线图。由所获取的人脸信息绘制曲线图与五个标准曲线图进行对比，取相似度最高的标准曲线对应的表情指数。

5.语调指数

  语调识别系统主要是由声音获取，预处理，音谱特征提取和语调分类四个模块组成。

获取音频图像，我们拟采用分析波形走向和最高最低差来划分语调类别对应语调指数。

               6.结束语

 深感孤陋寡闻,自己现有的知识水平只能写出一个不完美的框架,而很多基于技术层面的分析和一些算法完全不了解.edwin的想法中签到功能已经很好的实现应用于一些必要的场合,发挥着神奇的作用.

表情分析的功能亟待完善,这为观察公司员工或者其他群体的整体心理状况提供了可能,我想,富士康如果能尽早察觉出大多数员工的情绪低迷,尽早采取措施,也许不会造成太多的损失.在当今物质社会,关心社会群体的整体心情指数尤为关键.

三．浅谈BME对疾病的防治

1.心血管疾病

近几年来,与心血管系统相关的疾病，包括冠心病、高血压、心力衰竭等，在最热门的医学前沿课题中仍然出现最频繁，经统计,心血管疾病也的确是对人类构成最大威胁的常见病、多发病。所以心血管疾病的早期诊断和预防至关重要。

利用高分辨率的超声波扫描能方便和准确地测量颈动脉内膜与中膜间的厚度，从而判断患心血管病危险性的大小，因为在其他情况相同的条件下，这一厚度越大，发作心脏病和脑卒中的危险都上升。

另一种预见患心血管病危险性大小的办法是测量所谓C活性蛋白质（CRP）的浓度。一般浓度越高，危险性越大。

所以,亟待一种简便的仪器来定期完成对老年人中年人的诊断并及时回馈到私人医生以便更好的控制疾病的发展.

　　                   2.乳腺癌

乳腺癌的防治是另一个常见病和多发病中最热门的课题。淋巴结活组织检查是有关乳腺癌手术治疗方面的前沿热点。外科医生在为乳腺癌患者动手术之前必须清楚癌细胞已扩散到多远，而由于这一扩散过程是通过淋巴系统进行的，故腋下淋巴结应该是关键的检查部位。

为了避免不必要的摘除，就必须能对最靠近预定手术部位的淋巴结进行仔细检查，这可以借助染色剂、射线照相反衬介质以及核医学技术来完成。

这一研究课题迄今尚未完成随机临床试验，所以对于淋巴结活组织检查是否比其他方法都优越尚无定论。虽然如此，估计这一技术的使用将日趋频繁，因为不仅从开发这一技术的主要医疗中心获得了鼓舞人心的结果，而且要求采用这一技术的患者也在不断增加。 

                 3.抗生素
　　病毒或细菌对抗生素的抗药性是生物医学领域新近出现的一个值得重视的前沿课题。抗生素的发明无疑是人类医学史上的一个划时代的进步。

然而在中国,大多数医院和医生为了谋取利益造成的抗生素滥用带来的痛苦已经逐渐显现出来.欣弗事件痛人心扉.然而滥用抗生素,最大的受害者是儿童,抗生素不合理实用很容易伤害儿童的听觉神经造成永久性耳聋.据统计,我国7岁以下儿童因不合理使用抗生素造成耳聋的数量多达30万.而带来其他更加广泛的影响就是普通的吃药打针根本不能治愈儿童的一般感冒.

20世纪40年代出现的青霉素的确给许多受细菌感染的患者带来了有效的治愈途径，然而细菌很快就获得了对青霉素的抗药性。60年代有了半合成青霉素之后，不久就发现了葡萄球菌的抗药性。十多年来，对甲氧苯青霉素具有抗药性的所谓MRSA感染一直困扰全球。对这种疾病的主要治疗手段是采用万古霉素，它是一种糖肽类抗生素，然而几年前首先在日本，而后在美国发现了对万古霉素的抗药性。对抗生素产生抗药性的例子不胜枚举，而且一旦一个细菌获得一种抗生素的抵抗基因，这种基因就有传到其他细菌的潜在威胁，于是抗药性就有可能在患者之间、医院之间进行扩散。应该说对抗药性机制的研究是生物学与医学交叉的前沿热点。 

所以对于治愈儿童来说,一方面是药性和抗药性的研究,另一方面就是物理治疗法,通过研制开发适用于儿童的磁疗仪能对感冒起到预防和治疗的效果.

4.乙肝

乙肝也是困扰人类的一大难题,重要是其易传染性.所以对于一些餐饮店和食品店员工的检测尤为重要,而一般的化验显然难以大范围满足要求.

所以,亟待一种仪器能通过检测人的瞳孔或者虹膜来判断其是否携带乙肝病毒.

5.结束语

随着现代医疗水平的发展,越来越多的难题被攻克,其中生物医学仪器必将发挥巨大作用.

谢谢！

 

第二篇：生物医学信号实验报告

生物医学信号处理

实验报告

班级：111100402

姓名、学号：云莉11110040230

            张素丽11110040231

            张宇11110040232

            赵倩男11110040233

            钟茂娇11110040234

指导老师：崔建国、王洪

实验名称：模拟滤波器、ECG放大器及QRS检测器

一、    实验目的：1、学习四种模拟滤波器：低通、高通、带通和带阻滤波器的特性；2、将这些滤波器用于ECG放大器中，学会如何在QRS检测电路中应用这些滤波器。

实验仪器：双踪示波器、信号发生器 、ECG电极、记录仪、ECG放大器和QRS探测电路板、模拟滤波器板。

二、    实验原理步骤：采用集成四个运算放大器的LM324可构成上述的所有电路。电路图如书上所示。

1、    低通滤波器

（1）打开滤波器板上的电源。将信号发生器产生的10HZ的正弦波信号以尽可能小的幅值送到积分器的输入端，同时用滤波器观察输入和输出，计算增益。

（2）从10HZ开始，以10HZ为单位逐渐增加频率，直至200HZ位置，记录每个频率点的输出。用这些只画出幅频特性图，然后找到输出值为10HZ处输出值的0.707倍的频率点，记录这个频率值。

（3）通过观察输入输出的相移来验证低通滤波器在高频段的积分作用，记录在高端转折频率处的相移。

2、    高通滤波器

（1）将信号发生器产生的最小幅值的200HZ正弦信号送到差分放大器输入端，同时用示波器观察输入和输出，

（2）从200HZ频率点开始，一枚20HZ为单位逐渐减小频率，直至接近主频率为止，记录每个频率点的输出，然后找出在什么频率处的幅值喂200HZ处幅值的0.707杯，这是低端频率的3DB点，记录下这个值。

（3）通过观察输入、输出的相移，验证噶奥通滤波器再低频段的差分结果。

3、带通滤波器

对于1V的正弦信号，从10HZ到150HZ变化其频率.记录gao/di转折品路，找到这个滤波器的中心频率和带宽。

4、带阻滤波器/陷波器

给本滤波器施加1V、60HZ正弦信号，测量输出电压，对于100HZ正弦信号重复此过程，记录结果。

三、    实验结果及分析：

(1)    低通滤波器幅频特性图

 （2）高通滤波器幅频特性图

（4）    带通滤波器幅频特性图

（5）    带阻滤波器幅频特性图

即通过四个图我们可以清楚地知道低通滤波器在120HZ处的输出值是10HZ处输出值得0.707倍；高通滤波器在40HZ处输出值是200HZ处幅值的0.707倍；带通滤波器的转折频率是80HZ；而带阻滤波器频率一直增大。

一、实验名称：信号转换、FIR滤波器的设计

一、      二、实验目的：：（1）证实采样速率对信号频谱的影响，阐明品与混叠的结果

（2）学会FIR滤波器的设计方法（3）学会使用UW DigiScope软件

实验仪器：安装有UW DigiScope 软件的计算机一台

三、实验原理步骤：1、信号转换：

（1）安装UWDigiScope软件，打开，然后安装正弦波，并计算其周期。已远高于Nyqaist f的f=550HZ采样该波，使用零阶保持命令重建信号，测量峰值发生的频谱。

（2）以Nyqaist f的5%~10%的采样频率采样。描述采样数据的出现何其功率谱，测量响应峰值的f。

（3）再以几倍的Nyqaist f频率采样，观察采样结果。

（4）再加一个正弦波，构成两个正弦波叠加的效果。再重复上述步骤，观察结果。

2、FIR滤波器的设计：

（1）先用UWDigiScope软件的主菜单“（G）enwave”功能生成带有一些随机噪声的ECG文件，如生成频率为20HZ的正弦波信号，且添加频率为50HZ的噪声信号在里面，再选择“（L）oad filter”，最后选择hanning-fil来运行海宁滤波器。此（G）enwave功能装载后立即执行滤波函数。通过选择“（R）un filter”可以观察到两个滤波器级联的效果。

（2）滤波器poly。2.fil，poly。3.fil和poly。4.fil分别为L=2,3,4的最小平方平滑滤波器。测试其中一个的ECG数据，首先用“（C）opy data”命令将初始信号从上通道移到下通道，然后应用ECG数据，用“（L）oad filter”来装载并运行滤波器。观察每个滤波器的幅值响应和相位响应，改变ECG的数据采样频率，观察滤波器的性能变化。

（3）再装载poly。4.fil滤波器，用“（M）easure”命令来测量未滤波数据和滤波数据中QRS峰值间隔的差别。

（4）求导数：在ECG上用不同的求导滤波器限制做实验。

（5）脉冲响应：首先选择“（F）ilters”，然后选择“（D）esign”接着选择“（P）ulse resp”，并指定滤波器字长为5.输入合适的传递函数方程的系数观察频率响应。在存储滤波器结果后返回主菜单，用“（G）enwave”功能产生一个正弦波，然后“（R）un filter”来观察滤波效果。

（6）零点设置：在单位圆上设置零点，产生50HZ的噪声，用滤波器去噪声。

四、   实验结果分析：

即通过实验分析我们可以得到这些图形。