心电信号越界怎么回事_心电信号基础
1.1
人体心电信号的产生机理
心电是心脏的无数心肌细胞电活动的综合反映，
心电的产生与心肌细胞的除
极和复极过程
密不可分。心肌细胞在静息状态下，细胞膜外带有正电荷，细胞膜
内带有同等数量的负电
荷，此种分布状态称为极化状态，这种静息状态下细胞内
外的电位差称为静息电位，其值
保持相对的恒定。
当心肌细胞一端的细胞膜受到
一定程度的刺激
(
或阈刺激
)
时，
对钾、
钠、
氯、钙等离子的通透性发生改变，引
起膜内外的阴阳离子产生流动，使心肌细胞除极化和
复极化，并在此过程中与尚
处于静止状态的邻近细胞膜构成一对电偶，此变化过程可用置
于体表的一定检测
出来。由心脏内部产生的一系列非常协调的电刺激脉冲，分别使心房、
心室的肌
肉细胞兴奋，
使之有节律地舒张和收缩，
从而实现
“血液泵”
的功能，
维持人体
循
环系统的正常运转。心电信号从宏观上记录心脏细胞的除极和复极过程，在一
定程度上客
观反映了心脏各部位的生理状况，因而在临床医学中有重要意义。
1.2
体表心电图及心电信号的特征分析
1.2.1
心脏电传导过程分析
心电生理学资料表明，心脏不断的进行有节奏的收缩和舒张运动。由心肌激
动产生的生物
电变化通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体表面上来，使
身体各部位在每一心动
周期中也都发生有规律的电变化活动。
将测量电极放置在人体表面的一定部位记录出来的心
电信
号变化曲线，就是目前临床上常规记录的心电图
(ECG) [10]
。
1.2.2
心电信号时域特征分析
图
1.1
典型的心电信号
如图
2.1
所示的正常心电图由一系
列波群组成，各段波群反映不同阶段的心
电信号变化，由于
QRS
波变化比较集中，所以给
出了分解图
[11]
。下面对每个波形
点作详细的介绍：
(1)P
波：最初产生的偏离的波被
命名为
P
波，它反映心房除极过程的电位变
化，代表了两个心房的去极。
(2)QRS
波群：
心室的激活产生的最大的波，
它反映心室肌除极过程的电位变
化。
正常间隔
0.08-O.12
秒。
典型的
QRS
波群是指三个紧密相连的波；
(3)P
R
间期：从
P
波开始到
QRS
复合波开始，它
代表心房肌开始除极到心室肌
开始除极的时限。正常间期是
O
．
12-2
．
O
秒
(4)S
T
段：是
在
QRS
波群以后，
T
波以前的一段平线。代表左、右心室全部除
极完毕到复极开始以前的
一段时间。
(5)T
波：
代表心室肌复极过程引起的电位变化。
(6)QT
间期：代表整个心室肌
自开始除极至复极完毕的总时间。
1.2.3
心电信号的电特性分析
按照美国心电学会确定的标准，
正常心电信号的幅值范围在
10
μ
V-4mv
之间，
典型值为
1mV
。
频率范围在
O.05-100Hz
以内，
而
90
％的
ECG
频谱能量集中
O.25-35Hz
之间，
心电信号频率
较低，大量的是直流成分，去掉直流，它的主要频率范围是
O.05-100Hz
，大部分能量集中
在
O.05-40Hz
.
心电信号特征主要体现在以下四个方面：
(1)
微弱性：从人体体表获取的心
电信号一般只有
10
μ
V-4mV
，典型值为
1mV
。
(2)
不稳定性：人体信号处于不停的动态变化
当中。
(3)
低频特性：人体心电信号的频率多集中在
O.05-100Hz
之间。
(4)
随机性：人体
心电信号反映了人体的生理机能，是人体信号系统的一部
分，由于人体的不均匀性，且容
易接收外来信号的影响，信号容易随着外界干扰
的变换而变化，具有一定的随机性。
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