频谱心电图-周波

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1、频谱心电图桂林市人民医院干部病房周波内容简介频谱仪工作原理频域和时域基波与谐波二次谐波低频信号与高频信号心电图频域自动分析正常功率谱图的特征异常频谱心电图分析频谱仪工作原理频谱分析仪一般都以正峰值作为其主要检波方式，而把采样方式作为辅助检波方式。采用正峰值检波方式，即peak方式，不管分辩带宽和视频带宽之比是多少，都不会丢失有用信号和杂散的信息。如果采用其他方式检波，如果仪器其他参数设置不合理，就会丢失有用信息。所以心电频谱分析仪采用V5（输入）和Ⅱ导联（输出）分析频域和时域傅立叶变换告诉我们：任何时域内电

2、信号都是由一个或多个不同频率、不同幅度和不同相位的正弦波组成的，应用频域测量，就能以频谱的形式显示出每个正弦波的幅度随频率变化的情况时域得到的是信号的波形信息（如：体表心电图），不能测量混合信号，在时域上无法区分有用信号和无用信号。在频域上可以准确地测量有用信号和无用信号的各种参数。心电信号是一种周期性信号、具有频率、振幅（或功率）和相位等要素。心电图的波形是由一系列不同频率、振幅和相位的正弦波精确叠加而体现出来。常规心电信号波形分析一般是对心电波形在时间域和幅值域里进行分析，即对心电信号的幅值对时间为坐标

3、的函数x(t)在时间域t内进行分析。通常的测试记录都是一维记录，不管是在记录纸上还是在磁带上，总是一个数轴代表时间而另一个数轴代表幅值，它表示了动态信号的幅值和时间的关系。心电信号的频率分析（频谱分析）是对心电信号在频率域内进行分析，分析的结果是以频率为横坐标的谱线，可得到各种幅值以频率为变量的频谱函数{F(w)}。心电信号经频谱分析可得到它的幅值谱、相位谱、功率谱和各种谱密度等。频谱分析过程较为复杂，它是以傅立叶级数和傅立叶积分为基础的。心电信号的时域分析（时间域）与频域分析（频率域）是可以互相转换的，它

4、通过傅立叶变换把他们联系起来。频域和时域表明了动态信号的两个观察面，即它们观察信号方法的角度不同，把心电图从时间域转化成频率域进行分析可以使得在一个坐标系中原来不明显的特征而在另一个坐标系明显起来，从而有利于信号特征量的提取。一般来说时域分析较为形象、直观，而频率域分析则更为简练，剖析问题更加深刻和方便。下图我们直观地表示了从时间域和频率域来观察一个动态信号之间的有机联系。幅度(功率)频率时域测量频域测量时间基波与谐波基波：将非正弦周期信号按傅里叶级数展开，频率与原信号频率相同的量。是复合波的最低频率分量。

5、谐波：频率等于基波整倍数的正弦波分量称为谐波。谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数。二次谐波将非正弦周期信号按傅里叶级数展开，频率为原信号频率两倍的正弦分量称为二次谐波。根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇

6、次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。低频信号与高频信号高频和低频是指信号频率变化的速度。信号变化越激烈，高频成分越多。高频信号反映信号的稳定性心电信号的稳定性体现在波形有无畸变、衰减、移位、振荡等指标上。频谱分析要特别注意对高频成分的分析频率与功率的变化大致呈反变关系心电图频域自动分析采用离心脏最近的V5导联信号和离心脏最远的标准Ⅱ导联信号，作为计算和分析的心电信号，在频域中对它们进行功率谱、传递函数、脉冲响应、相干函数和互相关函数等的分析

7、，来检测心电信号从离开心脏出发到肢体远端的频域特性，分析心脏的情况和特点。V5导联的心电信号记为y(n),Ⅱ导联的心电信号记为x(n)。其傅立叶变换频谱为：FX(ω)=HX(ω)ejΦX(ω)FY(ω)=HY(ω)ejΦY(ω)(1)功率谱(GXX，GYY，GXY)心电功率谱是心电信号每一频率成分功率分布的反映，分为自功率谱和互功率谱。反映心肌能量储备和释放状态、能量分配是否合理、有无主功率分散。反映能量的积聚、成熟、释放、复位的全过程反映冠脉供血状况，心肌收缩力强弱，心电信号的稳定V5和Ⅱ导本身的自功率谱

8、和互功率谱为：GXX=FXX.F*XX=｜HXX(ω)｜2GYY=FYY.F·YY=｜HYY(ω)｜2GXY=FXY.F·YY由于心电信号基本上是周期性的，舒张期储能，收缩期释放能量。各个周期的过程和波形有较好的相似性和稳定性，因此，其功率谱基本上是分立的，其谱线间距大致相等。第一谱峰反映心脏搏动的频率。正常心电，频谱具有一定的形状和幅度，基波高于一次谐波，主要功率集中在几个低次谐波上，并且含有一定成分的高次谐波