频谱心电图简介
频谱心电图的诊断和指标价值
频谱心电图的诊断和指标价值摘要：频谱心电图（freguency spectrum ECG,FS-ECG）是将心电信息由常规的时间信号，采用FFT技术转换成频率数据进行分析的一种检查方法，也即常规心电图的功率谱上0.2~25Hz的频率。
是借助其它科学高新技术在心电信号综合开发的诊断方面的又一种手段，在时间和空间获取更多的信号量，对于冠心病，心功能方面的检测有一定的参考价值。
关键词：频谱心电图；诊断；指标价值频谱心电图(frequency spectrum ECG,FS-ECG)是将心电信息由常规的时间信号,采用FFT技术转换成频率数据进行分析的一种检查方法，也即常规心电图的功率谱上0.2~25Hz的频率。
它包括单导联心电信号的自功率谱和相关函数，以及两个导联信号之间关系的互相关函数，类比工程特性的脉冲响应和传递函数，并给出心电信号频域特征图—FCG。
特点是信息量大、敏感性高、多参量、多指标、动态相关；能检测出ECG不能反映的变化，突破了时间域的分析概念，是诊断冠状动脉供血不足和检测心脏功能的又一种简便手段。
1 波形采集用心电工作站点击FCG，采集Ⅱ、Ｖ5导联波形30s。
2 函数图名称GXX（V5导自功率谱）；GYY（Ⅱ导自功率谱）；QXY（传递函数相频）；HXY（传递函数副频）；RY（相干函数）；PIH（脉冲响应）；VXX（V5导自相关函数）；VYY（Ⅱ导自相关函数）；VXY（V5－Ⅱ互相关函数）。
3 记分标准①1∶2基－谐比异常，赋值分5分；②BG1～4峰值超限，赋值分GXX 5分，GYY 2分；③IN基波低，赋值分5分；④N3－4峰值低，赋值分5分；⑤TU谱峰多、颤动、赋值分GXX 5分，GYY 2分；⑥5～10高次谐波多，赋值分GXX 5分，GYY 2分（以上6项在GXX、GYY函数图计算，且分别计算）；⑦7D相移超限，赋值分5分；⑧W波折过多，赋值分5分；⑨D＋W相移超限加波折过多，赋值分5分（以上3项在QXY、HXY函数图计算）；⑩CP基波相干异常，赋值分2分；(11)CT传递频副极大值异常，赋值分2分；(12)CB1相干高频波动，赋值分5分，上3项在RF函数图计算；(13)PV主峰倒置赋值分5分；(14)MI多峰，赋值分2分；(15)M2M型峰，赋值分3分；(16)M3主峰平顶，赋值分3分（上4项在PIH函数图计算）；(17)RV R1倒向，赋值分5分；(18)RD RI 偏移，赋值分5分；(19)RF、RT段平坦，赋值分5分；(20)NWR1出现负波，赋值分5分；（以上4项在VXY函数计算）；(21)RHR1过高，赋值分5分；(22)RLR1过低，赋值分5分；(23)FPXRX平坦，赋值分2分；(24)FPYRY平坦，赋值分2分；(25)TVX反向峰（VXY上现出），赋值分5分；(26)TVY反向峰（VYY 上出现）赋值分5分（以上6项在VXX、VYY函数图计算）。
ECG(心电图)
1．引言心脏是血液循环的动力器官。
心肌细胞的任何活动，都伴随着电的变化，这是一种生物电。
把特制的、有放大装置的电流计连接到体表，就可将每一心动周期内所发生的电位变化描记成连续的曲线，即心电图（简称ECG）。
由于各种病理原因引起的心脏疾病，几乎都和心脏的生物电活动相关，因此，心电图反映出心血管病人的许多病变信息，所以，它是心血管疾病诊断中十分重要的一种方法。
早期的ECG分析完全由医生用人工的方法完成。
这一过程不仅费时费力，且可靠性不高。
计算机辅助的ECG分析与诊断系统的研究始于五十年代末，在计算机辅助的ECG分析与诊断系统中，心电图中常存在由于各种干扰而造成的心电图的改变，这种改变称为心电图伪差。
伪差给心电图诊断带来一定的困难。
所以，从带有伪差的实际心电图中正确检测出我们需要的信息是很多科研工作者愿意研究的课题。
随着生活水平的提高，人们对健康的重视程度也愈来愈强。
心血管疾病是现代人患病率最高的疾病之一。
心电图能够反映出心血管病患者不少的病变信息，所以，对心电图的研究具有很重要的意义。
在心电图中，每一个周期波形代表一个心动周期，它是由以下各个波和时间段构成的（图1-1）：图1-1QRS波群：反映心室肌除极和最早复极过程的电位和时间的变化，但以心室肌除极化为主。
P波：反映心房肌除极过程的电位与时间的变化。
P—R间期：代表激动从窦房结通过心房、心室交界区到心室开始除极的时间。
S—T 间期：从QRS波群终点到T波起点间的线段。
它反映心室肌早期复极化过程的电位及时间变化。
T波：反映心室肌晚期复极化过程的电位与时间的变化。
Q—T 间期：从QRS波群起点到T波终点间的时间。
代表心室肌除极化与复极化的时间。
当心脏有病变时，将使相应的心电波形有所改变。
例如，QRS波群电压增高主要原因是心室肥大，S—T波段抬高有可能是心肌梗死，T波倒置有可能是心肌缺血等。
本设计中应用的标准心电信号ECG_X1是由UW DigiScope软件产生的，并以文本文件的形式存于Matlab的Work文件夹中。
心电图基本概念及各波意义
阅读心电图的步骤
找出Ｐ波，确定是何心率 测定心率，P-R间期及Q-T间期 判断心电轴 检查各导联中P波、QRS波群、T波的形态、
电压、时间及相互比例 检查ST段是否有偏移 结合临床下诊断
心电图基本概念及各波意义
例：男性，21岁。健康查体。
心电图基本概念及各波意义
电轴>+110º为“电轴 右偏”，见于左后分支 阻滞、重症右心室肥大、 部分右心室流出道增大 等。
心电图基本概念及各波意义
顺钟向转位
心脏沿其长轴（自 心底部至心尖）作 顺钟向（自心尖观 察）放置时，使右 心室向左移
左心室则相应地被 转向后，故自V1 至V4，甚至V5V6 均示右心室外膜rs 波形
测定P-R间期应选择P波最宽，QRS波群起点清 楚，最好有q波的导联，12导联同步测量，一 般选择Ⅱ导联。
心电图基本概念及各波意义
QRS波群代表心室肌除极电位和时间的变化
时间 自QRS综合波的开始至终末表示全部心 室肌激动过程和复极过程最早期的时间。
正常人为0.06～0.10s，儿童0.04～0.08s。
根据主波方向估测
心电图基本概念及各波意义
临床意义
平均心电轴正常人可变 动于0º90º之间
心电轴在0º-30º之间 者为“电轴轻度左偏”， -30º-90º为电轴左偏， 见于横位心（肥胖体型、 晚期妊娠及重症腹水 等）、左心室肥大、左 前分支阻滞等。
心电图基本概念及各波意义
临床意义
心电轴达+90+110º之 间，则称为“电轴轻度 右偏”，见于正常垂位 心、右心室肥大等；
明显的顺钟转位多 见于右心室肥厚
心电图基本概念及各波意义
逆钟向转位
心电图波形的基本特征及其临床意义
心电图波形的基本特征及其临床意义心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是一种用来记录心脏电活动的非侵入性检查方法，它能够检测心脏的正常或异常的电活动，并反映在纸上的波形之中。
心电图波形的基本特征有助于医生判断心脏功能和疾病的类型、程度以及预后，因此对于临床的诊断和治疗具有重要的意义。
一、心电图波形的基本特征1. P波：P波是从心房的除极开始到心房的最后一部分除极完成的过程，代表心房肌的除极和兴奋。
正常的P波应具有一致的形态，并且通常应该是正向的，其持续时间一般应在0.08秒以内。
异常的P波形态和持续时间可能意味着心脏存在房室传导障碍、心房肥大或心房颤动等问题。
2. QRS波群：QRS波群代表心室肌细胞的除极和兴奋。
正常的QRS波群应该是持续时间在0.06-0.10秒之间，并且形态一致。
QRS波群的异常形态和持续时间延长可能意味着心室肥大、心室内传导障碍或束支传导阻滞等问题。
3. ST段：ST段是QRS波群结束时到T波开始的部分，代表心室的再极化或复极化。
正常情况下，ST段为等电位线，它的抬高或下降可能意味着心肌缺血、心肌梗死或药物影响等问题。
4. T波：T波代表心室肌肌细胞的复极化，是心室舒张期电活动的结果。
正常的T波应呈圆顶形，振幅应与正负极性相符。
T波的异常形态和振幅改变可能意味着心肌缺血、电解质失衡或药物副作用等问题。
二、心电图波形的临床意义1. 心律失常：心电图可以帮助判断某些心律失常的类型和严重程度，如心房颤动、室性心动过速等。
通过观察波形的异常变化，医生可以确定是否需要进行进一步的诊断和治疗。
2. 心肌缺血和心肌梗死：心电图对心肌缺血和心肌梗死的诊断具有重要意义。
ST段的抬高或下降可以帮助医生确认心肌缺血的程度，而新出现的Q波和ST段抬高可能提示心肌梗死的发生。
3. 心室肥大和心室扩张：观察QRS波群的形态和持续时间可以评估心室肥大和心室扩张的程度。
这对于心脏瓣膜病、高血压和心脏疾病等患者的诊断和治疗具有重要意义。
心电图的基本解读和临床意义
心电图的基本解读和临床意义一、心电图（ECG）的基本解读心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是临床上常用的一种检查工具，通过记录心脏在一个周期内产生的电活动，反映出心脏的构造和功能。
下面将介绍心电图的基本解读方法，帮助人们更好地理解和分析ECG结果。
1. P波：P波代表心房收缩（atrial depolarization），通常为正向波峰，代表着正常的窦性激动；若P波消失或异常，则可能存在房颤、传导阻滞等异常情况。
2. QRS波群：QRS波群反映了心室肌收缩（ventricular depolarization）过程。
其中Q波表示左室前壁或右室侧壁异常；R波是一个正向极大值，代表正常左室除极；S波则代表对应区域离开针对测导联方向作左偏运动的未除极区域。
3. ST段：ST段位于QRS波群结束和T波开始之间，在ECG中揭示了部分复极化过程。
ST段可提供关于心肌缺血或损伤的重要信息。
当ST段呈现抬高、压低或呈水平线时，可能提示心肌供血不足。
4. T波：T波代表心室肌复极（ventricular repolarization）的过程。
在正常情况下，T波应与QRS电位呈相反的方向。
若T波倒置或异常高尖，则可能存在电解质紊乱、缺血等异常现象。
二、心电图的临床意义心电图可以帮助医生判断心脏病变和评估患者的心脏健康状况。
以下是心电图在临床上的一些常见应用：1. 诊断冠状动脉疾病：冠状动脉疾病是导致心绞痛、心肌梗死等重要原因之一。
ST段抬高或压低、T波倒置等改变可以提示患者是否存在相关冠状动脉血液供应不足或缺血情况。
2. 监测药物治疗效果：某些药物对心电图有特定影响，如抗心律失常药物对QT间期延长有影响。
通过监测ECG，可以及时调整药物剂量以保证治疗效果。
3. 评估心脏肥厚病变：心电图可以显示左室肥厚、右室肥厚、心室壁运动异常等情况。
这对于疑似患有心脏肥厚的患者进行初步筛查具有重要意义。
4. 分析心律失常：ECG可以帮助医生分析和诊断各种类型的心律失常，如窦性心动过缓、房颤、室上性心动过速等。
频谱远程心电图(基层医院)
注意事项：
1、本操作说明，均以从上至下， 从左至右为操作顺序，不得颠倒操作。 2、安装本程序的电脑，不可安装 QQ安全卫士、金山杀毒、金山卫士、 360杀毒软件。 3、不明之处，请联系新标客服。
终端操作图
开机 启动 输入编号 OK 采集 自动传输
进入程序管理
2.2 远程监控界面
2.3 多域回放
2.4 修改时间后，查询
起始时间：小于上传时间
结束时间：大于上传时间
如9点上传的数据： 起始时间改为8点 结束时间改为10点 便可查询出已上传的数据
2.5 查询到的数据
先选择数据，选中后 会有一条红线
Байду номын сангаас
选中后，再点击 “多域分析”
2.6 多域分析界面
点击此处后，鼠标中键可滚动 可看见下方“修改病人信息” 点击 “修改病人信息” 后会出现 界面” “以下
填写完成后，点击确定
3.1 远程监控界面（会诊）
选择好已完善信息的数据 点击右键 会出现会诊框
点击便成功传致心电图室
4.1 远程监控界面（下载报告）
人民医院出具报告后，将显示 “下载报告”
操作步骤要点
详细的心电图讲解ECG
R.A.
L.A.
Ⅱ
V1
1 2
右心房肥大 right atrial hypertrophy
P波尖锐高耸，在Ⅱ、Ⅲ、aVF导联表现最为突出，其电压≥0.25mV，V1 P波可呈双向，P波宽度并不增加，但电压≥0.15mV，称为肺型P波。常见于慢性肺源性心脏病和某些先心病。
（1）左室高电压表现： ① RV5（或RV6）＞2.5mV 或RV5＋SV1＞4.0mV（男性） RV5＋SV1＞3.5mV（女性）
V1 V2 V3
V4 V5 V6
② RＩ＞1.5mV，RaVL＞1.2mV，RaVF＞2.0mV或 RＩ＋RⅢ＞2.5mV
Ⅱ
V1
左心室肥大 left ventricular hypertrophy
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
V1 V2 V3
V4 V5 V6
2. 心室肥大 ventricular hypertrophy
左心室肥大 left ventricular hypertrophy
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
窦性心律不齐 sinus arrhythmia 心电图特征 窦性心律的起源不变，但节律不整，在同一导联上P-P间期差异大于0.16sec。 多见于青少年或植物神经功能不稳定者，常与呼吸周期有关，多无临床意义。
心电图特征
窦性静止 sinus arrest
在规律的窦性心律中，有时可因迷走神经张力增大 或窦房结自身的原因，在一段时间内停止发放冲动。在 规则的P－P间隔中P波突然消失，而且所失去的P波在 时间上与正常P-P间隔不成倍数关系。
V1 V2 V3
V4 V5 V6
右心室肥大 right ventricular hypertrophy
（4）在以R波为主的导联中，T波低平、双向或倒置，伴有ST段缺血型压低达0.05mV；以S波为主的导联中，反见T波直立，表示右心室肥大伴心肌劳损
频域心电图
频域心电图（frequency-domain cardiogram，FCG）又称心电频谱图，是用现代信息处理新技术，进行心电信号的频域分析，显示心电信号频域特征图形。
对冠心病诊断的敏感性及特异性优于心电图和平板运动试验心电图。
它具有无创伤、安全、简便并可多次重复进行以及与心电图，心向量图同步记录，能全面反映心电信息变化的一项新的检查方法。
适应症
常规心电图对多种心血管疾病有诊断意义，但其敏感性不高，在临床应用上受到一定的限制。
因此，寻找更敏感更精细反映心电信号改变的方法就很有意义。
频域心电图显示心电图各种频率成分和两个导联信号间对应关系的改变，其信息量丰富，敏感性高，是一种心电检测新技术。
频域心电图用于临床的时间尚短，需要更多的临床资料验证，丰富和完善，以提高频域心电图的特异性。
频域心电图对冠心病有较高的诊断价值，为无损伤性心脏疾患的诊断提供了一种新的方法。
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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。
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。
心脏病变后，功率谱会发生变化，如基波低于 一次谐波，高次谐波消失，频谱包络线变形等。
正常功率谱图的特征：
心电功率谱是由一组间距相等的波峰（称为谱线）组成的， P1称为基波，P2、P3、P4等称为谐波，心电功率谱的正常图 形有以下特征： 1、前4条谱线较为明显清晰，谱线为尖锐的单峰，奇数谱线 一般高于其后的偶数谱线； 2、谱线等间距； 3、功率谱第一峰称为基波，它与受检者的心率相对应，因此 可按第一峰出现的位置而确定心率。心率＝基波频率×60 4、功率谱由第一峰（基波）和第二、三、四⋯等高次谐波所 组成。直流分量加上基波，二、三、四次谐波，占心电总功 率的90%以上。
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。
谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次 编号的为奇次谐波，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、
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。
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。
频谱心电图
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。
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导本身的自功率谱和互功率谱为：
GXX=FXX .F*XX=｜HXX(ω)｜2 GYY=FYY .F·YY=｜HYY(ω)｜2
GXY=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。
幅度 (功率)
时域测量
频域测量
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。
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。
正常功率谱图形
功率谱的具体指标
1、R21 (P2波与P1波之比） （Ratio of 2 by 1)
正常值定义：P2/P1 < 0.75
R 2/1指标阳性功率谱图形
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，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。