2025年大学生物医学工程（生物医学信号处理）试题及答案.doc

2025年大学生物医学工程（生物医学信号处理）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)
w1. 生物医学信号处理中，以下哪种信号属于非平稳信号？（ ）
A. 心电信号 B. 脑电信号 C. 呼吸信号 D. 语音信号
w2. 对生物医学信号进行采样时，为了避免频谱混叠，采样频率应满足（ ）。
A. 小于信号最高频率的2倍 B. 等于信号最高频率的2倍
C. 大于信号最高频率的2倍 D. 与信号最高频率无关
w3. 以下哪种滤波器常用于去除生物医学信号中的高频噪声？（ ）
A. 低通滤波器 B. 高通滤波器 C. 带通滤波器 D. 带阻滤波器
w4. 在生物医学信号处理中，常用的时域分析方法不包括（ ）。
A. 均值 B. 方差 C. 傅里叶变换 D. 相关分析
w5. 对于心电信号的特征提取，以下哪个参数反映了心跳的快慢？（ ）
A. 心率 B. 心电幅值 C. 心电周期 D. 心电相位
w6. 生物医学信号处理中，小波变换的主要优点是（ ）。
A. 能同时在时域和频域进行分析 B. 计算简单
C. 对噪声不敏感 D. 只适用于平稳信号

第II卷（非选择题 共70分）
w7. （10分）简述生物医学信号处理的主要目的。
w8. （15分）请说明常用的生物医学信号分类方法有哪些，并举例说明。
w9. （15分）材料：在研究脑电信号时，发现某患者的脑电信号存在异常波动。已知正常脑电信号在频率范围1-30Hz内，该患者脑电信号在某些时刻出现了高于30Hz的频率成分。问题：请分析可能导致这种异常的原因，并提出一种处理该异常脑电信号的方法。
w10. （20分）材料：现有一段心电信号记录，需要分析其心率变异性。已知正常心率变异性范围在一定数值区间内，而这段信号的心率变异性超出了正常范围。问题：请说明心率变异性的含义，并分析该心电信号心率变异性异常可能对患者健康产生的影响。
w11. （20分）材料：某生物医学研究机构采集了一批患者的肌电信号，用于研究肌肉运动与神经控制的关系。在对肌电信号进行处理时，发现部分信号存在干扰。问题：请提出至少两种去除肌电信号干扰的方法，并说明其原理。

答案：w1.B；w2.C；w3.A；w4.C；w5.A；w6.A；w7.生物医学信号处理的主要目的包括提高信号质量，去除噪声干扰；提取信号特征，如心电的心率、幅值等特征，脑电的频段特征等；对信号进行分类识别，区分正常与异常信号；辅助疾病诊断、治疗监测和康复评估等。w8.按信号的性质分类，如生理信号（心电、脑电等）和非生理信号；按信号的平稳性分类，平稳信号（如呼吸信号在短时间内较平稳）和非平稳信号（如心电信号随生理状态变化）；按信号的频率特性分类，低频信号（如某些生理节律信号）和高频信号（如神经冲动信号）等。w9.可能原因：神经系统病变、外界干扰等。处理方法：采用高通滤波器滤除高于30Hz的频率成分。w10.心率变异性是指逐次心跳周期差异的变化情况。该心电信号心率变异性异常可能提示患者自主神经功能紊乱，影响心脏泵血功能，增加心血管疾病风险，如心律失常、心肌缺血等，还可能影响全身各器官的血液供应和功能。w11.方法一：采用带阻滤波器，原理是利用滤波器对特定频率干扰信号的抑制作用，去除干扰频段的信号。方法二：基于小波变换的去噪方法，利用小波变换将信号分解到不同频段，去除含干扰的高频分量，再重构信号。