徐学思 王平凯 付鼎弘

1 生物信号概述

生理信号是人体生命信息的重要体现，其表现形式有很多种，如声、光、电、力等物理类的，也有气压、PH 等化学类的。通常情况下可分为三类，分别是电生理信号、非电生理信号以及生理特征信号。

电生理信号是由人体细胞膜内外电位差产生的，细胞在安静状态下由于细胞膜两侧的钠离子和钾离子分布不均会产生静息电位（RP），在受到外界的刺激时会发生膜电位升高从而产生动作电位（AP），所以电生物信号与人体生命活动密切相关。电生物信号通常包括肌电信号（EMG）、眼电信号（EOG）、脑电信号（EEG）、心电信号（ECG）、胃电信号（EGG）、眼视网膜信号（ERG）等主动伴随生命特征而存在的生理信号，相对还有诱发电位信号（EP）和事件相关电位信号（ERP），是由体外干涉刺激而诱发出的电生理信号。文章仅介绍EMG、EGG、ECG、EOG 这四种应用广泛的电生理信号。

非电生理信号大致分为以下几种：（1） 器官运动产生的信号：包括鼾声、心音、呼吸、脉搏等;（2） 由一系列压力产生的信号：包括眼压、血压、和肠道内压等;（3） 由人体光电信息产生的信号：包括光电脉波、血氧饱和度等。

人体特征生理信号一般为静态，如体温、指纹、虹膜、掌纹等，目前很多产品设计都应用了这类生理信号，如识别系统。

2 生物电信号在人机工程学中的应用意义

人机工程学是保证设计出的产品能与人的生理因素、环境因素和心理因素相适应的一门学科。从本质上来讲，就是通过将人体科学、环境科学和工程科学三者相互渗透、交融，最后建立成相互依存、相互作用的统一整体。……