頻譜心電圖周波

1、頻譜儀工作原理頻譜儀工作原理 n頻譜分析儀一般都以頻譜分析儀一般都以正峰值正峰值作為其主要檢波作為其主要檢波 方式，而把采樣方式作為輔助檢波方式。方式，而把采樣方式作為輔助檢波方式。 n采用采用正峰值檢波方式，即正峰值檢波方式，即peakpeak方式方式，不管分，不管分 辯帶寬和視頻帶寬之比是多少，都辯帶寬和視頻帶寬之比是多少，都不會(huì)丟失不會(huì)丟失 有用信號(hào)和雜散的信息。有用信號(hào)和雜散的信息。如果采用其他方式如果采用其他方式 檢波，如果儀器其他參數(shù)設(shè)置不合理，就會(huì)檢波，如果儀器其他參數(shù)設(shè)置不合理，就會(huì) 丟失有用信息。丟失有用信息。 n所以心電頻譜分析儀采用所以心電頻譜分析儀采用V5V5（輸入）和

2、（輸入）和導(dǎo)導(dǎo) 聯(lián)（輸出）分析聯(lián)（輸出）分析 頻域和時(shí)域頻域和時(shí)域 n傅立葉變換告訴我們：任何時(shí)域內(nèi)電信號(hào)都是由傅立葉變換告訴我們：任何時(shí)域內(nèi)電信號(hào)都是由 一個(gè)或多個(gè)不同頻率、不同幅度和不同相位的正一個(gè)或多個(gè)不同頻率、不同幅度和不同相位的正 弦波組成的，應(yīng)用頻域測(cè)量，就能以頻譜的形式弦波組成的，應(yīng)用頻域測(cè)量，就能以頻譜的形式 顯示出每個(gè)正弦波的幅度隨頻率變化的情況顯示出每個(gè)正弦波的幅度隨頻率變化的情況 n時(shí)域得到的是信號(hào)的波形信息（如：體表心電時(shí)域得到的是信號(hào)的波形信息（如：體表心電 圖），不能測(cè)量混合信號(hào)圖），不能測(cè)量混合信號(hào)，在時(shí)域上無(wú)法區(qū)分有，在時(shí)域上無(wú)法區(qū)分有 用信號(hào)和無(wú)用信號(hào)。用信號(hào)

3、和無(wú)用信號(hào)。 n在頻域上可以準(zhǔn)確地測(cè)量有用信號(hào)和無(wú)用信號(hào)的在頻域上可以準(zhǔn)確地測(cè)量有用信號(hào)和無(wú)用信號(hào)的 各種參數(shù)。各種參數(shù)。 n心電信號(hào)是一種周期性信號(hào)、具有頻率、振幅（或心電信號(hào)是一種周期性信號(hào)、具有頻率、振幅（或 功率）和相位等要素。心電圖的波形是由一系列不功率）和相位等要素。心電圖的波形是由一系列不 同頻率、振幅和相位的正弦波精確疊加而體現(xiàn)出來(lái)。同頻率、振幅和相位的正弦波精確疊加而體現(xiàn)出來(lái)。 n常規(guī)心電信號(hào)波形分析一般是對(duì)心電波形在時(shí)間域常規(guī)心電信號(hào)波形分析一般是對(duì)心電波形在時(shí)間域 和幅值域里進(jìn)行分析，即對(duì)心電信號(hào)的幅值對(duì)時(shí)間和幅值域里進(jìn)行分析，即對(duì)心電信號(hào)的幅值對(duì)時(shí)間 為坐標(biāo)的函數(shù)為坐標(biāo)

4、的函數(shù)x(t)x(t)在時(shí)間域在時(shí)間域t t內(nèi)進(jìn)行分析。通常的測(cè)內(nèi)進(jìn)行分析。通常的測(cè) 試記錄都是一維記錄，不管是在記錄紙上還是在磁試記錄都是一維記錄，不管是在記錄紙上還是在磁 帶上，總是一個(gè)數(shù)軸代表時(shí)間而另一個(gè)數(shù)軸代表幅帶上，總是一個(gè)數(shù)軸代表時(shí)間而另一個(gè)數(shù)軸代表幅 值，它表示了動(dòng)態(tài)信號(hào)的幅值和時(shí)間的關(guān)系。值，它表示了動(dòng)態(tài)信號(hào)的幅值和時(shí)間的關(guān)系。 n心電信號(hào)的頻率分析（頻譜分析）是對(duì)心電信號(hào)在心電信號(hào)的頻率分析（頻譜分析）是對(duì)心電信號(hào)在 頻率域內(nèi)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果是以頻率為橫坐標(biāo)頻率域內(nèi)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果是以頻率為橫坐標(biāo) 的譜線(xiàn)，可得到各種幅值以頻率為變量的頻譜函數(shù)的譜線(xiàn)，可得到各種幅值以頻

5、率為變量的頻譜函數(shù) F(w)F(w)。心電信號(hào)經(jīng)頻譜分析可得到它的幅值譜、。心電信號(hào)經(jīng)頻譜分析可得到它的幅值譜、 相位譜、功率譜和各種譜密度等。頻譜分析過(guò)程較相位譜、功率譜和各種譜密度等。頻譜分析過(guò)程較 為復(fù)雜，它是以傅立葉級(jí)數(shù)和傅立葉積分為基礎(chǔ)的。為復(fù)雜，它是以傅立葉級(jí)數(shù)和傅立葉積分為基礎(chǔ)的。 n心電信號(hào)的時(shí)域分析（時(shí)間域）與頻域分析（頻率心電信號(hào)的時(shí)域分析（時(shí)間域）與頻域分析（頻率 域）是可以互相轉(zhuǎn)換的，它通過(guò)傅立葉變換把他們域）是可以互相轉(zhuǎn)換的，它通過(guò)傅立葉變換把他們 聯(lián)系起來(lái)。聯(lián)系起來(lái)。 n頻域和時(shí)域表明了動(dòng)態(tài)信號(hào)的兩個(gè)觀(guān)察面，即它們頻域和時(shí)域表明了動(dòng)態(tài)信號(hào)的兩個(gè)觀(guān)察面，即它們 觀(guān)察信

6、號(hào)方法的角度不同，把心電圖從時(shí)間域轉(zhuǎn)化觀(guān)察信號(hào)方法的角度不同，把心電圖從時(shí)間域轉(zhuǎn)化 成頻率域進(jìn)行分析可以使得在一個(gè)坐標(biāo)系中原來(lái)不成頻率域進(jìn)行分析可以使得在一個(gè)坐標(biāo)系中原來(lái)不 明顯的特征而在另一個(gè)坐標(biāo)系明顯起來(lái)，從而有利明顯的特征而在另一個(gè)坐標(biāo)系明顯起來(lái)，從而有利 于信號(hào)特征量的提取。于信號(hào)特征量的提取。 n一般來(lái)說(shuō)時(shí)域分析較為形象、直觀(guān)，而頻率域分析一般來(lái)說(shuō)時(shí)域分析較為形象、直觀(guān)，而頻率域分析 則更為簡(jiǎn)練，剖析問(wèn)題更加深刻和方便。下圖我們則更為簡(jiǎn)練，剖析問(wèn)題更加深刻和方便。下圖我們 直觀(guān)地表示了從時(shí)間域和頻率域來(lái)觀(guān)察一個(gè)動(dòng)態(tài)信直觀(guān)地表示了從時(shí)間域和頻率域來(lái)觀(guān)察一個(gè)動(dòng)態(tài)信 號(hào)之間的有機(jī)聯(lián)系。號(hào)之

7、間的有機(jī)聯(lián)系。 幅度 (功率) 頻率 時(shí)域測(cè)量 頻域測(cè)量 時(shí)間 基波與諧波基波與諧波 n基波基波：將非正弦周期信號(hào)按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，將非正弦周期信號(hào)按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)， 頻率與原信號(hào)頻率相同的量。頻率與原信號(hào)頻率相同的量。是復(fù)合波的是復(fù)合波的最低最低 頻率分量。頻率分量。 n諧波：頻率等于基波諧波：頻率等于基波整倍數(shù)整倍數(shù)的正弦波分量的正弦波分量稱(chēng)為稱(chēng)為 諧波諧波。 n諧波諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線(xiàn)性負(fù)載所致。產(chǎn)生的根本原因是由于非線(xiàn)性負(fù)載所致。 當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線(xiàn)性關(guān)當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線(xiàn)性關(guān) 系，就形成非正弦電流，從而產(chǎn)生諧波。系，就形成非正弦電流，從而產(chǎn)生

8、諧波。 n諧波頻率是諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù)基波頻率的整倍數(shù)。 二次諧波二次諧波 n將非正弦周期信號(hào)按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，將非正弦周期信號(hào)按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)， 頻率為頻率為原信號(hào)頻率兩倍原信號(hào)頻率兩倍的正弦分量稱(chēng)為的正弦分量稱(chēng)為 二次諧波。二次諧波。 n根據(jù)法國(guó)數(shù)學(xué)家傅立葉根據(jù)法國(guó)數(shù)學(xué)家傅立葉(M(MFourier)Fourier)分析原理分析原理 證明，任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波證明，任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波 頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量。頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量。 n諧波是正弦波，每個(gè)諧波都具有不同的頻率，諧波是正弦波，每個(gè)諧波都具有不同的頻率，

9、幅度與相角。幅度與相角。 n諧波可以區(qū)分為偶次與奇次性，第諧波可以區(qū)分為偶次與奇次性，第3 3、5 5、7 7次次 編號(hào)的為奇次諧波，而編號(hào)的為奇次諧波，而2 2、4 4、6 6、8 8等為偶次諧等為偶次諧 波，如基波為波，如基波為50Hz50Hz時(shí)，時(shí)，2 2次諧波為次諧波為lOOHzlOOHz，3 3次次 諧波則是諧波則是150Hz150Hz。 低頻信號(hào)與高頻信號(hào)低頻信號(hào)與高頻信號(hào) n高頻和低頻是指信號(hào)頻率變化的速度。高頻和低頻是指信號(hào)頻率變化的速度。 n信號(hào)變化越激烈，高頻成分越多。信號(hào)變化越激烈，高頻成分越多。 n高頻信號(hào)反映信號(hào)的穩(wěn)定性高頻信號(hào)反映信號(hào)的穩(wěn)定性 n心電信號(hào)的穩(wěn)定性體現(xiàn)

10、在波形有無(wú)畸變、心電信號(hào)的穩(wěn)定性體現(xiàn)在波形有無(wú)畸變、 衰減、移位、振蕩等指標(biāo)上。衰減、移位、振蕩等指標(biāo)上。 n頻譜分析要特別注意對(duì)高頻成分的分析頻譜分析要特別注意對(duì)高頻成分的分析 n頻率與功率的變化大致呈頻率與功率的變化大致呈反變關(guān)系反變關(guān)系 心電圖頻域自動(dòng)分析心電圖頻域自動(dòng)分析 n采用離心臟最近的采用離心臟最近的V5V5導(dǎo)聯(lián)信號(hào)和離心臟導(dǎo)聯(lián)信號(hào)和離心臟 最遠(yuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)最遠(yuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)，作為計(jì)算和分導(dǎo)聯(lián)信號(hào)，作為計(jì)算和分 析的心電信號(hào)，在頻域中對(duì)它們進(jìn)行功析的心電信號(hào)，在頻域中對(duì)它們進(jìn)行功 率譜、傳遞函數(shù)、脈沖響應(yīng)、相干函數(shù)率譜、傳遞函數(shù)、脈沖響應(yīng)、相干函數(shù) 和互相關(guān)函數(shù)等的分析，來(lái)檢測(cè)心電信和

11、互相關(guān)函數(shù)等的分析，來(lái)檢測(cè)心電信 號(hào)從離開(kāi)心臟出發(fā)到肢體遠(yuǎn)端的頻域特號(hào)從離開(kāi)心臟出發(fā)到肢體遠(yuǎn)端的頻域特 性，分析心臟的情況和特點(diǎn)。性，分析心臟的情況和特點(diǎn)。 nV5V5導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)記為導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)記為y y ( (n n),),導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)的 心電信號(hào)記為心電信號(hào)記為x x ( (n n) )。 n其傅立葉變換頻譜為：其傅立葉變換頻譜為： FXFX( ()=)=HXHX( () )ejXejX( () ) FYFY( ()=)=HYHY( () )ejYejY( () ) (1)功率譜(GXX ，GYY ，GXY) n心電功率譜是心電信號(hào)每一頻率成分功率分布心電功率譜是心電信號(hào)每一頻率成分功

12、率分布 的反映，分為的反映，分為自功率譜和互功率譜。自功率譜和互功率譜。 n反映心肌能量?jī)?chǔ)備和釋放狀態(tài)、能量分配是否反映心肌能量?jī)?chǔ)備和釋放狀態(tài)、能量分配是否 合理、有無(wú)主功率分散。合理、有無(wú)主功率分散。 n反映能量的積聚、成熟、釋放、復(fù)位的全過(guò)程反映能量的積聚、成熟、釋放、復(fù)位的全過(guò)程 n反映冠脈供血狀況，心肌收縮力強(qiáng)弱，心電信反映冠脈供血狀況，心肌收縮力強(qiáng)弱，心電信 號(hào)的穩(wěn)定號(hào)的穩(wěn)定 nV5V5和和導(dǎo)本身的自功率譜和互功率譜為：導(dǎo)本身的自功率譜和互功率譜為： GXXGXX= =FXXFXX . .F F* *XXXX= =HXXHXX( () )2 2 GYY GYY= =FYYFYY .

13、.F FYYYY= =HYYHYY( () )2 2 GXY GXY= =FXYFXY . .F FYYYY n由于心電信號(hào)基本上是周期性的，舒張期儲(chǔ)能，由于心電信號(hào)基本上是周期性的，舒張期儲(chǔ)能， 收縮期釋放能量。各個(gè)周期的過(guò)程和波形有較收縮期釋放能量。各個(gè)周期的過(guò)程和波形有較 好的相似性和穩(wěn)定性，因此，其功率譜基本上好的相似性和穩(wěn)定性，因此，其功率譜基本上 是分立的，其譜線(xiàn)間距大致相等。第一譜峰反是分立的，其譜線(xiàn)間距大致相等。第一譜峰反 映心臟搏動(dòng)的頻率。正常心電，頻譜具有一定映心臟搏動(dòng)的頻率。正常心電，頻譜具有一定 的形狀和幅度，基波高于一次諧波，主要功率的形狀和幅度，基波高于一次諧波，主

14、要功率 集中在幾個(gè)低次諧波上，并且含有一定成分的集中在幾個(gè)低次諧波上，并且含有一定成分的 高次諧波。高次諧波。 n心臟病變后，功率譜會(huì)發(fā)生變化，如基波低于心臟病變后，功率譜會(huì)發(fā)生變化，如基波低于 一次諧波，高次諧波消失，頻譜包絡(luò)線(xiàn)變形等。一次諧波，高次諧波消失，頻譜包絡(luò)線(xiàn)變形等。 正常功率譜圖的特征：正常功率譜圖的特征： n心電功率譜是由一組間距相等的波峰（稱(chēng)為譜線(xiàn)）組成的，心電功率譜是由一組間距相等的波峰（稱(chēng)為譜線(xiàn)）組成的， P1P1稱(chēng)為基波，稱(chēng)為基波，P2P2、P3P3、P4P4等稱(chēng)為諧波，心電功率譜的正常圖等稱(chēng)為諧波，心電功率譜的正常圖 形有以下特征：形有以下特征： 1 1、前前4 4條

15、譜線(xiàn)較為明顯清晰，譜線(xiàn)為尖銳的單峰，奇數(shù)譜線(xiàn)條譜線(xiàn)較為明顯清晰，譜線(xiàn)為尖銳的單峰，奇數(shù)譜線(xiàn) 一般高于其后的偶數(shù)譜線(xiàn)；一般高于其后的偶數(shù)譜線(xiàn)； 2 2、譜線(xiàn)等間距；譜線(xiàn)等間距； 3 3、功率譜第一峰稱(chēng)為基波，它與受檢者的心率相對(duì)應(yīng)，因此功率譜第一峰稱(chēng)為基波，它與受檢者的心率相對(duì)應(yīng)，因此 可按第一峰出現(xiàn)的位置而確定心率?？砂吹谝环宄霈F(xiàn)的位置而確定心率。心率基波頻率心率基波頻率6060 4 4、功率譜由第一峰（基波）和第二、三、四功率譜由第一峰（基波）和第二、三、四 等高次諧波等高次諧波 所組成。所組成。直流分量加上基波，二、三、四次諧波，占心電總直流分量加上基波，二、三、四次諧波，占心電總 功率的

16、功率的90%90%以上以上。 正常功率譜圖形正常功率譜圖形 功率譜的具體指標(biāo)功率譜的具體指標(biāo) n1 1、R21 (P2R21 (P2波與波與P1P1波之比）波之比） （Ratio of 2 by 1)Ratio of 2 by 1) n正常值定義：正常值定義：P2/P1 0.75P2/P1 0.75 R 2/1R 2/1指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形 n2.R512.R51 (P5(P5波或以后的波與波或以后的波與P1P1波之比）波之比） （ Ratio of 5 by 1)Ratio of 5 by 1) n正常值定義：正常值定義：MAX(P5,P6,P7,)/P1 0.75MAX(P

17、5,P6,P7,)/P1 0.5 mmP1 0.5 mm LO1LO1指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形 n4. LO3 4. LO3 （P3P3波過(guò)低，波過(guò)低， Low 3Low 3） n正常值定義：正常值定義：P3 0.5 mmP3 0.5 mm LO3LO3指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形 n5. HIA 5. HIA （P1P1至至P4P4波過(guò)高，波過(guò)高， High AllHigh All） n正常值定義：正常值定義：P1+P2+P3+P4 60 mmP1+P2+P3+P4 10 mmP1+P2+P3+P4 10 mm LOALOA指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形指標(biāo)陽(yáng)性功率譜圖形 (2)(2

18、)心電傳遞函數(shù)的幅頻、相頻心電傳遞函數(shù)的幅頻、相頻 特性特性( (HXYHXY和和XYXY) ) n傳遞函數(shù)如下傳遞函數(shù)如下： n n其中，其中，HXYHXY為幅頻特性，為幅頻特性，XYXY為相頻特性。對(duì)為相頻特性。對(duì) 它們分析可以觀(guān)測(cè)心電信號(hào)間的幅度、相位與它們分析可以觀(guān)測(cè)心電信號(hào)間的幅度、相位與 頻率間的關(guān)系，探查心電系統(tǒng)的特性、品質(zhì)、頻率間的關(guān)系，探查心電系統(tǒng)的特性、品質(zhì)、 穩(wěn)定性、可靠性等。穩(wěn)定性、可靠性等。 n正常人正常人導(dǎo)和導(dǎo)和V5V5導(dǎo)的心電信號(hào)基本類(lèi)似，導(dǎo)的心電信號(hào)基本類(lèi)似， 所以所以AXYAXY( (w w) )為常數(shù)，為常數(shù)，XYXY大致分布在零線(xiàn)大致分布在零線(xiàn) 附近。附近

19、。 n若心臟有病，影響心電信號(hào)傳輸，就會(huì)導(dǎo)若心臟有病，影響心電信號(hào)傳輸，就會(huì)導(dǎo) 致致AXYAXY( (w w) )發(fā)生變化，如發(fā)生變化，如XYXY波動(dòng)起伏。波動(dòng)起伏。 n傳遞函數(shù)相移又稱(chēng)傳遞函數(shù)相頻，是傳遞函數(shù)相移又稱(chēng)傳遞函數(shù)相頻，是V5V5導(dǎo)聯(lián)心導(dǎo)聯(lián)心 電信號(hào)作為輸入，電信號(hào)作為輸入，IIII導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)作為輸出，導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)作為輸出， 這兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)的相位差，以傳遞函數(shù)對(duì)其相移特這兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)的相位差，以傳遞函數(shù)對(duì)其相移特 性進(jìn)行分析。性進(jìn)行分析。 n橫坐標(biāo)在圖的中部代表頻率，每刻度為橫坐標(biāo)在圖的中部代表頻率，每刻度為2Hz2Hz， 縱坐標(biāo)代表相移的程度在縱坐標(biāo)代表相移的程度在180180。 。為

20、 為30mm30mm，橫坐，橫坐 標(biāo)上方為正，下方為負(fù)。標(biāo)上方為正，下方為負(fù)。 na.a.是反映所選用的兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)是反映所選用的兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān) 系，以傳遞函數(shù)對(duì)其相移特性進(jìn)行分析。系，以傳遞函數(shù)對(duì)其相移特性進(jìn)行分析。 nb.b.正常傳遞函數(shù)相移是分析正常傳遞函數(shù)相移是分析3 3個(gè)小格范圍內(nèi)的個(gè)小格范圍內(nèi)的6Hz-6Hz- 20Hz20Hz的相移曲線(xiàn)走向和形態(tài)。反映角度的變化。的相移曲線(xiàn)走向和形態(tài)。反映角度的變化。 nc.c.若兩個(gè)心電信號(hào)之間的相位差很小，相移曲線(xiàn)走若兩個(gè)心電信號(hào)之間的相位差很小，相移曲線(xiàn)走 向平穩(wěn)，無(wú)大的波折，沿著基線(xiàn)有較小的波動(dòng)的相向平穩(wěn)，無(wú)

21、大的波折，沿著基線(xiàn)有較小的波動(dòng)的相 移曲線(xiàn)，與橫坐標(biāo)的距離為移曲線(xiàn)，與橫坐標(biāo)的距離為1mm1mm5mm5mm，這表示，這表示V5V5導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián) 與與IIII導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)相位差在導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)相位差在3030-30-30范圍內(nèi)，正范圍內(nèi)，正 常相移曲線(xiàn)接近基線(xiàn)。常相移曲線(xiàn)接近基線(xiàn)。 正常傳遞函數(shù)相移圖正常傳遞函數(shù)相移圖 n幅頻圖（幅頻圖（HxyHxy）反映的是）反映的是V5V5導(dǎo)聯(lián)和導(dǎo)聯(lián)和IIII導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián) 心電信號(hào)的振幅比，體現(xiàn)心電信號(hào)的衰心電信號(hào)的振幅比，體現(xiàn)心電信號(hào)的衰 減（振幅比是否恒定）和穩(wěn)定度（高頻減（振幅比是否恒定）和穩(wěn)定度（高頻 段振幅的波動(dòng)）。段振幅的波動(dòng)）。 n橫坐標(biāo)代表頻率與傳遞

22、函數(shù)相移相同，橫坐標(biāo)代表頻率與傳遞函數(shù)相移相同， 縱坐標(biāo)代表幅值?？v坐標(biāo)代表幅值。 nHxy Hxy 與相干函數(shù)圖一并分析。與相干函數(shù)圖一并分析。 正常傳遞函數(shù)幅頻圖的特征 n從以上兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)分析所取得的從以上兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)分析所取得的 傳遞函數(shù)相頻特性和幅頻特性圖，便可傳遞函數(shù)相頻特性和幅頻特性圖，便可 以對(duì)心電傳輸系統(tǒng)的特性、品質(zhì)、穩(wěn)定以對(duì)心電傳輸系統(tǒng)的特性、品質(zhì)、穩(wěn)定 度等進(jìn)行分析，從中可得到反映心臟功度等進(jìn)行分析，從中可得到反映心臟功 能狀態(tài)的指標(biāo)，以作心臟功能的診斷指能狀態(tài)的指標(biāo)，以作心臟功能的診斷指 標(biāo)，共相頻特性可反映兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信標(biāo)，共相頻特性可反映兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信 號(hào)之

23、間的相關(guān)性。號(hào)之間的相關(guān)性。 (3)(3)心電脈沖響應(yīng)心電脈沖響應(yīng)( (PIHPIH) ) n在自動(dòng)控制理論中，脈沖響應(yīng)是衡量一在自動(dòng)控制理論中，脈沖響應(yīng)是衡量一 個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)的重要指標(biāo)。用于人個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)的重要指標(biāo)。用于人 體心臟的評(píng)估，它也是一個(gè)很重要的函體心臟的評(píng)估，它也是一個(gè)很重要的函 數(shù)，可以衡量心臟的調(diào)整能力。其定義數(shù)，可以衡量心臟的調(diào)整能力。其定義 如下：如下： nPIHPIH= =FT FT -1 -1 AXYAXY( () ) n如果如果V5V5和和的心電信號(hào)形狀很相似，那的心電信號(hào)形狀很相似，那 么么A A( () )為常數(shù)，常數(shù)的逆變換為一個(gè)單為常數(shù)，常數(shù)的逆變換

24、為一個(gè)單 脈沖，所以正常人的脈沖，所以正常人的PIHPIH為一個(gè)單脈沖，為一個(gè)單脈沖， 表示心臟有很好的調(diào)整能力，適應(yīng)性好。表示心臟有很好的調(diào)整能力，適應(yīng)性好。 n若脈沖響應(yīng)異常，呈現(xiàn)多峰、倒峰、無(wú)若脈沖響應(yīng)異常，呈現(xiàn)多峰、倒峰、無(wú) 峰或鋸齒狀，均反映心臟功能有問(wèn)題。峰或鋸齒狀，均反映心臟功能有問(wèn)題。 正常脈沖響應(yīng)圖的特征及意義正常脈沖響應(yīng)圖的特征及意義 na.a.反映心電信號(hào)在一次脈沖輸入情況下的輸出情況反映心電信號(hào)在一次脈沖輸入情況下的輸出情況 nb.b.正常心電脈沖響應(yīng)圖主峰是由一個(gè)主峰和數(shù)個(gè)小正常心電脈沖響應(yīng)圖主峰是由一個(gè)主峰和數(shù)個(gè)小 峰組成，正向的主峰位于圖的中央，呈高而窄，為峰組成

25、，正向的主峰位于圖的中央，呈高而窄，為 直立單峰。直立單峰。 n在時(shí)間域中表達(dá)兩個(gè)信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（時(shí)域關(guān)系）在時(shí)間域中表達(dá)兩個(gè)信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（時(shí)域關(guān)系） n可以了解心肌對(duì)一次脈沖的反應(yīng)能力、除極的離散可以了解心肌對(duì)一次脈沖的反應(yīng)能力、除極的離散 程度、傳導(dǎo)有無(wú)延遲、心電信號(hào)的穩(wěn)定性。程度、傳導(dǎo)有無(wú)延遲、心電信號(hào)的穩(wěn)定性。 正常心電脈沖響應(yīng)圖 (4)(4)相干函數(shù)相干函數(shù)( (RFRF) ) n相干函數(shù)代表兩個(gè)信號(hào)之間的相互關(guān)系，表達(dá)相干函數(shù)代表兩個(gè)信號(hào)之間的相互關(guān)系，表達(dá) 導(dǎo)聯(lián)信號(hào)有多大程度包含在導(dǎo)聯(lián)信號(hào)有多大程度包含在V5V5導(dǎo)聯(lián)信號(hào)之中，導(dǎo)聯(lián)信號(hào)之中， 借以分析兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)在各個(gè)頻率上

26、振幅、借以分析兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)在各個(gè)頻率上振幅、 頻率和相移之間的相干性和協(xié)調(diào)性。頻率和相移之間的相干性和協(xié)調(diào)性。 n在頻譜心電圖中，不同導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的相干函數(shù)表在頻譜心電圖中，不同導(dǎo)聯(lián)信號(hào)的相干函數(shù)表 示心臟不同部位功能的相應(yīng)性和協(xié)調(diào)性，其變示心臟不同部位功能的相應(yīng)性和協(xié)調(diào)性，其變 化范圍在化范圍在0 0和和1 1之間。之間。 n接近接近1 1表示兩導(dǎo)聯(lián)信號(hào)間相關(guān)性高，而接近表示兩導(dǎo)聯(lián)信號(hào)間相關(guān)性高，而接近0 0表表 示它們獨(dú)立性強(qiáng)。示它們獨(dú)立性強(qiáng)。 n相干函數(shù)定義為：相干函數(shù)定義為： 相干函數(shù)定義為： n正常情況下，心電向量在正常情況下，心電向量在V5V5和和導(dǎo)聯(lián)上導(dǎo)聯(lián)上 的投影大致相似，的投

27、影大致相似，V5V5和和之間具有很高之間具有很高 的相干性，所以的相干性，所以RF RF 接近為接近為1 1。 正常相干函數(shù)圖的特征： 正常相干函數(shù)圖，其相干曲線(xiàn)在起始部有幾次正常相干函數(shù)圖，其相干曲線(xiàn)在起始部有幾次 波折，以后曲線(xiàn)走向平穩(wěn)，尤其是高頻段。波折，以后曲線(xiàn)走向平穩(wěn)，尤其是高頻段。 na.分析自功率譜分析自功率譜基波基波所在頻率位置的相干值，所在頻率位置的相干值， 其值其值0.85 為正常；為正常； nb.在在Hxy 圖上圖上4Hz 以上以上的部分找出幅頻最大的部分找出幅頻最大 值，按其所在頻率在值，按其所在頻率在RF 圖上找出相應(yīng)頻率的圖上找出相應(yīng)頻率的 相干值，其值相干值，其值

28、0.85 為正常；為正常； nc.觀(guān)察觀(guān)察RF 圖上圖上高頻段高頻段的相干值，即的相干值，即6Hz 以上以上 RF 曲線(xiàn)的走向和形態(tài)，正常時(shí)該部份曲線(xiàn)平曲線(xiàn)的走向和形態(tài)，正常時(shí)該部份曲線(xiàn)平 穩(wěn)，相干值接近穩(wěn)，相干值接近1。 正常相干函數(shù)圖 (5)(5)互相關(guān)函數(shù)互相關(guān)函數(shù)( (VXYVXY) ) n在頻譜心電圖中，互相關(guān)函數(shù)反映了在頻譜心電圖中，互相關(guān)函數(shù)反映了V5V5和和導(dǎo)導(dǎo) 聯(lián)信號(hào)的相互依賴(lài)性，是心臟不同部位的電活聯(lián)信號(hào)的相互依賴(lài)性，是心臟不同部位的電活 動(dòng)功能及它們相互匹配的反映。動(dòng)功能及它們相互匹配的反映。 n反映兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)在不同時(shí)刻的相互關(guān)系反映兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)在不同時(shí)刻的相互

29、關(guān)系 （時(shí)域關(guān)系）（時(shí)域關(guān)系） nVXYVXY= =FT FT -1 -1 GXYGXY( () ) n正常人的正常人的VXY VXY 為一周期性、左右對(duì)稱(chēng)的為一周期性、左右對(duì)稱(chēng)的 波形，最高點(diǎn)位于坐標(biāo)的波形，最高點(diǎn)位于坐標(biāo)的0 0點(diǎn)處。點(diǎn)處。 nVXY VXY 出現(xiàn)出現(xiàn)N N 型波的異常情況時(shí)，這樣的型波的異常情況時(shí)，這樣的 患者心臟幾乎都不正常，尤其是冠心病患者心臟幾乎都不正常，尤其是冠心病 患者?；颊?。 正?；ハ嚓P(guān)函數(shù)圖的特征 na.互相關(guān)函數(shù)曲線(xiàn)呈數(shù)個(gè)形態(tài)相似，間隔相等互相關(guān)函數(shù)曲線(xiàn)呈數(shù)個(gè)形態(tài)相似，間隔相等 的波峰，在圖正中零位線(xiàn)上的波峰為的波峰，在圖正中零位線(xiàn)上的波峰為R，其，其 振

30、幅較高，其余依次為振幅較高，其余依次為R2、R3 幅度依交衰減。幅度依交衰減。 nb.互相關(guān)函數(shù)兩個(gè)互相關(guān)函數(shù)兩個(gè)R 峰之間稱(chēng)為峰之間稱(chēng)為PT 段，通常段，通常 應(yīng)有二個(gè)或三個(gè)正向波。應(yīng)有二個(gè)或三個(gè)正向波。R1 在橫坐標(biāo)零位線(xiàn)在橫坐標(biāo)零位線(xiàn) 上，上，R1、R2、R3 間距相等，間距相等，R 峰峰 之間有兩之間有兩 個(gè)正向小波，形態(tài)規(guī)則，幅值在正常范圍內(nèi)，個(gè)正向小波，形態(tài)規(guī)則，幅值在正常范圍內(nèi)， 提示心電信號(hào)周期性，穩(wěn)定性均好。提示心電信號(hào)周期性，穩(wěn)定性均好。 正?；ハ嚓P(guān)函數(shù)圖 n正常人的頻譜心電圖是有規(guī)律的。主要正常人的頻譜心電圖是有規(guī)律的。主要 能量集中在前面幾個(gè)諧波上，基波比較能量集中在前

31、面幾個(gè)諧波上，基波比較 高，并且含有相當(dāng)數(shù)量的高次諧波分量；高，并且含有相當(dāng)數(shù)量的高次諧波分量； 傳遞函數(shù)相頻特性傳遞函數(shù)相頻特性XYXY趨向于零線(xiàn)；脈趨向于零線(xiàn)；脈 沖響應(yīng)為很規(guī)則的單脈沖；相干函數(shù)沖響應(yīng)為很規(guī)則的單脈沖；相干函數(shù)RFRF 趨向于趨向于1 1；互相關(guān)函數(shù)；互相關(guān)函數(shù)VXYVXY是周期性、左是周期性、左 右對(duì)稱(chēng)的波形。右對(duì)稱(chēng)的波形。 異常頻譜心電圖分析異常頻譜心電圖分析 n心臟病人的頻譜心電圖明顯不同于正常人。心臟病人的頻譜心電圖明顯不同于正常人。 n冠心病患者的頻譜心電圖表現(xiàn)出了明顯的冠心病患者的頻譜心電圖表現(xiàn)出了明顯的 特異性：在自功率譜中，基波降低；傳遞特異性：在自功率譜

32、中，基波降低；傳遞 函數(shù)相移遠(yuǎn)離基線(xiàn)，相差高達(dá)函數(shù)相移遠(yuǎn)離基線(xiàn)，相差高達(dá)9090度；相干度；相干 函數(shù)出現(xiàn)高頻波動(dòng)，而正常人則趨于函數(shù)出現(xiàn)高頻波動(dòng)，而正常人則趨于1 1；脈；脈 沖響應(yīng)的主峰形態(tài)異常，且主峰基本消失。沖響應(yīng)的主峰形態(tài)異常，且主峰基本消失。 頻域心電圖結(jié)果的判定、記分 和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) nFCG 由9 幅函數(shù)（自助率譜Gxx、Gyy，傳遞函數(shù)相移Qxx， 傳遞函數(shù)幅值Hxy，自相關(guān)函數(shù)Vxx、Vyy 和互相關(guān)函數(shù)Vxy） 組成，目前開(kāi)發(fā)的診斷指標(biāo)共7 大項(xiàng)32 個(gè)指標(biāo)，采用加權(quán)法 判別，按各指標(biāo)的不同權(quán)重給予記分，在7 大項(xiàng)中以其所屬 單項(xiàng)的最高得分為權(quán)項(xiàng)，各權(quán)項(xiàng)相加為總值，然后分級(jí)，

33、根 據(jù)級(jí)數(shù)判定結(jié)果。分極標(biāo)準(zhǔn)如下： n總值5 總值即等于相應(yīng)級(jí) n6總值7 總值等于6 級(jí) n8總值15 總值等于7 級(jí) n16總值24 總值等于8 級(jí) n25總值30 總值等于9 級(jí) n31總值35 總值等于10 級(jí) n根據(jù)分級(jí)評(píng)判的結(jié)果，給予診斷意見(jiàn)： n基本正常：FCG 為45 級(jí)； n可疑：FCG 為6 級(jí)； n異常：FCG 為7 級(jí)以上。 n采用記分、分級(jí)辦法的優(yōu)點(diǎn)是： （1） 從記分的多少和級(jí)別的高低可以衡量FCG 改變 的程度，即使是異常FCG，也有輕重之分。 （2） 便于和其它檢驗(yàn)的數(shù)值進(jìn)行比較或作統(tǒng)計(jì)學(xué)的 相關(guān)分析。 利用功率譜指標(biāo)陽(yáng)性分布進(jìn)行利用功率譜指標(biāo)陽(yáng)性分布進(jìn)行 冠心

34、病和心肌缺血的定位診斷冠心病和心肌缺血的定位診斷 n道理與利用道理與利用Q Q波進(jìn)行心肌梗塞定位判斷的原理相似。波進(jìn)行心肌梗塞定位判斷的原理相似。 n為了直觀(guān)表達(dá)，設(shè)計(jì)了為了直觀(guān)表達(dá)，設(shè)計(jì)了2 2組直方圖，一組為額面直組直方圖，一組為額面直 方圖，另一組為橫面直方圖，橫坐標(biāo)為心電軸的大方圖，另一組為橫面直方圖，橫坐標(biāo)為心電軸的大 小，小，0 0至至360360度。度。 n在額面依次對(duì)應(yīng)著以下導(dǎo)聯(lián)排列：在額面依次對(duì)應(yīng)著以下導(dǎo)聯(lián)排列：I, -aVR, II, I, -aVR, II, aVF, III, -aVL, -I, aVR, -II, -aVF, -III, aVF, III, -aVL,

35、 -I, aVR, -II, -aVF, -III, aVL, I.aVL, I. n在橫面依次對(duì)應(yīng)的導(dǎo)聯(lián)排列是：在橫面依次對(duì)應(yīng)的導(dǎo)聯(lián)排列是：V6, V5, V4, V3, V6, V5, V4, V3, V2, V1, -V6, -V5, -V4, -V3, -V2, -V1, V6. V2, V1, -V6, -V5, -V4, -V3, -V2, -V1, V6. 圖中方柱低于或等于中線(xiàn)時(shí)屬于正常，若連續(xù)圖中方柱低于或等于中線(xiàn)時(shí)屬于正常，若連續(xù)3 3個(gè)個(gè) 導(dǎo)聯(lián)上出現(xiàn)方柱高于中線(xiàn)，則說(shuō)明受試者在該導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián)上出現(xiàn)方柱高于中線(xiàn)，則說(shuō)明受試者在該導(dǎo)聯(lián) 所反映的部位存在明顯的心肌缺血。所反映的部位

36、存在明顯的心肌缺血。 功率譜陽(yáng)性指標(biāo)定位直方圖功率譜陽(yáng)性指標(biāo)定位直方圖 (1)(1)V1+V2+V3+V4V1+V2+V3+V4前間壁（前間壁（AnteroseptalAnteroseptal） (2)(2)V2+V3+V4+V5V2+V3+V4+V5前壁（前壁（AnteriorAnterior） (3)(3)II+aVF+V1+V2II+aVF+V1+V2后下壁（后下壁（Inferior PosteriorInferior Posterior） (4)(4)I+aVL+V3+V4+V5+V6I+aVL+V3+V4+V5+V6前側(cè)壁（前側(cè)壁（AnterolateralAnterolateral

37、） (5)(5)I+avL+V5+V6I+avL+V5+V6側(cè)壁（側(cè)壁（LateralLateral） (6)(6)I+aVR+aVL+V6I+aVR+aVL+V6I I導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (7)(7)II+aVR+aVFII+aVR+aVFIIII導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (8)(8)III+aVL+aVFIII+aVL+aVFIIIIII導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (9)(9)I+II+aVR+V5I+II+aVR+V5aVRaVR導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (10)(10)I+III+aVLI+III+aVLaVLaVL導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (11)(11)II+III+aVFII+III+aVFaVFaVF導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (12)(12)V1+V2+V6V1+V2

38、+V6V1V1導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (13)(13)V1+V2+V3V1+V2+V3V2V2導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (14)(14)V2+V3+V4V2+V3+V4V3V3導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (15)(15)V3+V4+V5V3+V4+V5V4V4導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (16)(16)V4+V5+V6V4+V5+V6V5V5導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (17)(17)V5+V6+V1V5+V6+V1V6V6導(dǎo)區(qū)導(dǎo)區(qū) (18)(18)V1+V2V1+V2間壁（間壁（SeptalSeptal） (19)(19)II+aVFII+aVF下壁（下壁（InferiorInferior） n若以上組合同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，程序判定的原則以從若以上組合同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，程序判定的原則以從1 1到到1919 的順序首先確定的異常部位為準(zhǔn)。的順序首先確定的異常部位為準(zhǔn)。 n如果在檢測(cè)過(guò)程中，患者如果在檢測(cè)過(guò)程中，患者10%10%的心搏為異位心搏，則的心搏為異位心搏，則 FCGFCG的診斷結(jié)果可靠性降低，因?yàn)楫愇恍牟盘?hào)會(huì)使的診斷結(jié)果可靠性降低，因?yàn)楫愇恍牟盘?hào)會(huì)使 FCGFCG譜線(xiàn)紊亂，相應(yīng)的指標(biāo)失