医学数字信号处理是生物医学工程、医疗器械工程、康复工程等专业的核心课程。本书基于医学信号采集平台，共安排8个实验，其中实验1～实验3为基础实验，实验4～实验8为专业实验。这些实验的编码规范均参见《MATLAB语言软件设计规范(LY-STD005-2019)》，另外，所有的实验均基于模块化设计，以便于将模块应用在不同的项目和产品中。本书配套的资料包既包括MATLAB例程、软件包，又包括软件和硬件资料，还包括配套的PPT讲义、视频等，且持续更新，最新下载链接可通过微信公众号"卓越工程师培养系列”获取。

监护仪是医疗器械中的经典，历史悠久且使用简单，因此很多高校在进行课程设计时都首选监护仪或其子模块，如体温、呼吸、心电、血氧和血压等参数模块。监护仪的设计需要多门课程的知识支撑，包括电路设计与制作、嵌入式系统开发、医学信号处理、软件系统设计等。按照常规的学习路径，监护仪的设计可分为4个环节：①设计参数测量电路并制作电路板；②基于电路板设计嵌入式应用软件；③在嵌入式应用软件的基础上实现算法；④设计软件交互界面，实现参数测量与显示。这个学习路径存在一个显著的问题，就是下游环节严重依赖上游环节的验证通过，因此每个环节都不能出错。例如，电路板调试未通过，就无法启动嵌入式应用软件设计。为了解决这个问题，我们提出了一种创新式的学习路径——并行模式。例如，在电路设计环节，算法和软件已验证通过，学生只需要专注于模拟电路的设计，进行电路分析和PCB设计与制作；在算法实现环节，硬件和软件已验证通过，学生只需要专注于医学信号处理部分。用“黑盒”“白盒”来标记学习情况，当专注于一个环节时，其他3个环节均为“黑盒”，每当完成一个环节后，就将该环节从“黑盒”转换为“白盒”。当所有环节都变为“白盒”，即完成所有环节的学习之后，学生再按照正向设计理念，先设计参数测量电路并制作电路板，再进行嵌入式程序设计和算法实现，最后设计软件交互界面。“磨刀”过程看起来漫长，却不耽搁“砍柴”。而且，这种方式最大的优势在于，每个环节一旦出问题，都可以静下心来调试。 基于并行模式的学习路径，本书聚焦于第3个环节，即算法实现，也称为医学信号处理。本书不局限于理论，因为很多人都懂得信号处理的理论知识，如傅里叶变换、IIR滤波器设计和FIR滤波器设计等；同样，很多人都知道常见的人体生理参数测量原理，如通过脉搏波和袖带压拟合抛物线，然后根据抛物线计算收缩压、平均压和舒张压。但是，这些毕竟都是理论，，还须经过实战验证，正所谓“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。而且，实战环节也并非那么简单。首先，要有硬件设备；其次，要对软件环境非常熟悉；最后，需要反复实验，将理论与实践深度融合，直至得到满意的实验结果。 本书正是一本理论和实践相融合的实用型教材，全书共10章。其中，第1、2章主要介绍MATLAB软件的安装使用，以及MATLAB的程序设计和调试；第3章通过对打包解包小工具的设计介绍PCT通信协议，以及打包解包小工具中用到的GUI控件，如触控按钮、可编辑文本、静态文本和面板；第4章通过对串口助手小工具的设计介绍MATLAB中的串口应用，以及串口助手小工具中用到的GUI控件，如复选框和弹出式菜单；第5章通过对数据处理小工具的设计介绍MATLAB中的文件打开与保存对话框、数据格式化输出、基本的二维绘图、定时器，以及数据处理小工具中用到的GUI控件，如坐标轴、按钮组和单选按钮；第6～10章分别介绍体温信号处理、呼吸信号处理、心电信号处理、血氧监测与信号处理、血压监测与信号处理，包括实验原理及详细的实验步骤。 如何使用本书？建议读者分3个阶段进行学习。第一阶段：通过第1、2章学习MATLAB软件的安装使用，以及MATLAB程序设计和调试；通过第3～5章学习MATLAB常用GUI控件、PCT通信协议、绘图和串口通信等，为学习五大人体生理参数信号处理做铺垫。第二阶段：通过第6～10章的学习，对体温、呼吸、心电、血氧和血压信号处理形成较深刻的认识，并掌握基本的医学信号处理方法。第三阶段：从五大人体生理参数中选择一项或若干项，自行设计一套带有微控制器的生理参数测量系统，如心电测量系统，编写与MATLAB对应的C语言代码，并在硬件系统上进行验证。由于本书属于实战性很强的教材，建议读者按照实验步骤完成每章实验之后，进一步完成本章任务和本章习题。另外，在第三阶段中如果遇到电路设计的问题，可以参阅《现代医学电子仪器原理与设计实验》（余学飞、陈昕主编），寻找解决途径。第一阶段和第二阶段属于必做环节，第三阶段属于选做环节。 本书配有丰富的资料包，包括软件、示例程序、PPT讲义等。这些资料会持续更新，下载链接可通过微信公众号“卓越工程师培养系列”获取。 陈昕和宋嵘确定了本书的编写思路，指导全书的编写，对全书进行统稿，并与王新沛、刁现芬、刘红秀和巩萍共同参与了本书的编写，吴凯对全书进行了严格的审核。本书配套的LY-A501型医学信号采集平台和示例程序由深圳市乐育科技有限公司开发，深圳市乐育科技有限公司还参与了本书的编写。 由于编者水平有限，书中难免有不成熟和错误的地方，恳请读者批评指正。读者反馈问题、获取相关资料或遇到实验平台技术问题，可发邮件至邮箱：ExcEngineer@163.com。

1 MATLAB概述 1 1.1 MATLAB软件介绍 1 1.2 MATLAB工作环境 6 1.3 M文件 7 1.4 MATLAB程序调试 8 本章任务 12 本章习题 12 2 MATLAB脚本语言基础 13 2.1 变量与常量 13 2.2 基本数据类型 13 2.3 数组与矩阵 20 2.4 运算符 24 2.5 程序结构与控制命令 27 2.6 MATLAB中的函数 29 本章任务 30 本章习题 30 3 打包解包小工具设计实验 32 3.1 实验内容 32 3.2 实验原理 32 3.3 实验步骤 38 本章任务 50 本章习题 51 4 串口助手小工具设计实验 52 4.1 实验内容 52 4.2 实验原理 52 4.3 实验步骤 57 本章任务 74 本章习题 75 5 数据处理小工具设计实验 76 5.1 实验内容 76 5.2 实验原理 76 5.3 实验步骤 81 本章任务 92 本章习题 92 6 体温信号处理实验 93 6.1 实验内容 93 6.2 实验原理 93 6.3 实验步骤 98 本章任务 110 本章习题 110 7 呼吸信号处理实验 111 7.1 实验内容 111 7.2 实验原理 111 7.3 实验步骤 116 本章任务 125 本章习题 126 8 心电信号处理实验 127 8.1 实验内容 127 8.2 实验原理 127 8.3 实验步骤 132 本章任务 140 本章习题 141 9 血氧监测与信号处理实验 142 9.1 实验内容 142 9.2 实验原理 142 9.3 实验步骤 154 本章任务 167 本章习题 168 10 血压监测与信号处理实验 169 10.1 实验内容 169 10.2 实验原理 169 10.3 实验步骤 179 本章任务 195 本章习题 195 附录A 医学信号采集平台使用说明 196 附录B MATLAB程序设计规范 （LY-STD005—2019） 198 参考文献 201