虚拟仪器和LabVIEW在生物医学信号检测处理中的应用

　　1　虚拟仪器简介

　　所有的测量仪器的主要功能都是由数据采集、数据分析和结果显示等三大部组成。其中数据分析和结果显示完全能用PC机的软件系统来完成，因此，只要额外提供一定的数据采集硬件，就可用PC机组成测量仪器。基于PC机的测量仪器就称之为虚拟仪器。

　　在虚拟仪器中，使用相同的硬件系统，通过不同的软件编程，就可实现功能完全不同的测量仪器。软件系统是虚拟仪器的核心，软件定义仪器，因此说“软件就是仪器”。

　　由于虚拟仪器的具体功能都是通过软件编程控制或定义的，一方面用户完全可根据需要定制仪器功能，另一方面，使用相同的硬件就可得到多种测量仪器;虚拟仪器都采用可视化的图形编程语言和平台，提供非常丰富、功能强大的数据处理软件包，因此，虚拟仪器具有经济、编程简单快速、使用方便等突出的特点。

　　2　利用虚拟仪器进行生物医学信号采集与分析的技术方法

　　2.1　可行性分析

　　医学测量系统同样由数据采集、数据分析和结果显示等三部分组成，但由于其测量的对象是人体(人体是相当复杂的生命有机体)，而且测量系统和被测人体间存在明显且复杂的相互作用，所以，又不同于一般的电子测量仪器系统，医学测量系统不仅要求更严格的技术性能，如噪声性能、抗干扰能力、测量精度及可靠性等等，而且还有一些特殊的要求，如安全性等。

　　从功能模块上分析，实际上只是数据采集部分的前端(称为信号调理器)，即信号拾取、放大部分及其供电电源|稳压器|稳压器与众不同，尤其是前置放大器的设计很独特，如要求高输入阻抗、浮地隔离、低噪声等等，而其他部分则没有什么两样。

　　用虚拟仪器组成某种参数或信号的测量仪器，均需用户提供专用的信号调理器，因此，只要提供医学测量放大器，就可利用虚拟仪器进行生物医学信号的采集和分析。

　　2.2　具体的技术方案

　　如前所述，利用虚拟仪器进行生物医学信号的采集与分析时，需自行设计专用的生物信号放大器，实际上亦可利用已有的医学仪器作为放大器，只要该仪器能提供所需的模拟信号的接口。

　　由放大器或医学仪器拾取、预处理(如放大、工频滤波等)生物信号，然后利用虚拟仪器厂家提供的信号采集板(DAQ)和LabVIEW进行信号的采集、显示和分析，其中放大器或医学仪器通过NI公司的BNC适配器同DAQ板进行接口，BNC适配器提供同时与多种信号接口的能力。

　　可用上述的虚拟仪器系统(以后简称为虚拟医学仪器)监测任何类型的生物医学参数或信号，如ECG、EEG、EMG、EOG、ERG、生理压力(血压等)、流量、温度及生物力等等。