如何测量心电图 - 简介：什么是心电图？

大家好，欢迎观看本培训 系列的第一个视频，主题是

“如何测量 ECG： 信号、系统模块

和解决方案指南”。

ECG 是一个不断 发展的应用领域。

长期以来， 医院通过测量 ECG

来监测患者情况。

但是，我们发现最近

便携式可穿戴 ECG 系统也流行起来。

本培训系列将

简要介绍 ECG 背后的生理学原理，

以及测量它 所需的主要功能

模块和规格。

稍后，您将了解 TI 的 ADS129x 系列

Δ-Σ ADC 如何与许多 所需的功能模块集成，

并为客户简化 ECG

信号链设计。

在开始讲如何 测量 ECG 之前，

我们务必要了解

信号特征是什么 以及它们的来源。

在本部分中，我们 将说明什么是 ECG

并解释它背后的 一些生理学原理。

ECG 表示心电图，

您可能知道， 它是对心脏活动的

电学测量。

那么，它到底 测量什么呢？

心脏负责在整个 身体中维持足够的

血流，以便提供 氧气和营养物质，

同时去除 二氧化碳和废物。

当缺氧血从体 循环，即身体回流时，

它必须经过心脏

进入肺循环，即肺部。

然后含氧血回到心脏，

再泵回到体循环。

在每次心跳期间， 心肌组织都会按照

特定的顺序收缩，

以使血液朝着 正确的方向流动，

从一个心室 流向下一个心室。

心脏每个部分的 收缩都会各自生成

去极化波形，

类似右侧所示波形。

所有这些收缩汇总起来

就会生成底部 显示的最终波形。

此波形具有 独特的特征，

即使不是医生 也很容易辨别。

通过观察重复的 波形段之间的周期，

很容易就可以 确定一个人的

心率。

此外，由于 ECG 波形的每一段

都对应心动 周期的特定部分，

所以训练有素的心脏病 专家可以使用这些波形

来诊断一系列 影响心脏健康的

症状和疾病。

ECG 测量可提供从心率到 诊断数据的范围和信息，

因此各种各样的 健康相关的应用

可能都需要它。

我们来仔细 看一看 ECG 特征。

ECG 通常绘制在 特殊的坐标纸上，

上面有标准的 x、y 标度。

x 轴上的 10 毫米 代表 0.4 秒，可换算为

每秒 25 毫米。

在 y 轴上， 10 毫米代表 1 毫伏。

如此图所示， 通过皮肤表面的

电极测量 ECG 时， 通常峰峰值幅度

只有几毫伏。

要计算患者的心率，

需测量两个 R 峰 之间的距离并转换为

每分钟的心跳次数。

例如，如果一个 心动周期的测量

距离是 24 毫米， 可以用 24 毫米

除以 25 毫米/秒， 然后取倒数，再乘以

60 秒/分钟。

如此可得出心率为 62 次每分钟或 BPM。

此图也说明了测量 ECG 的一个关键挑战，

即基线漂移。

EEG 波形的基线 是两个测量电极之间

形成的直流失调电压，

由于电极接触质量、 呼吸和患者移动等原因，

它可以随着 时间而变化。

我们可以将患者 与电极之间的连接

建模成一个电路。

皮肤的每一层 都提供一定阻抗，

通常是复数阻抗。

皮肤和电极之间的接口

也提供一定复数阻抗

和直流电压。

最后，电极的 化学物质一般

会产生一定直流电压，

例如银/氯化银。

这些电路元件 并不容易建模，

因为每当患者 移动或电极接触

质量变化时， 它们就会不断

变化。

右图显示了

两个电极可能如何 静置于不同的直流

电位，Va 和 Vb。

它们之间的差值 就是该导联的差分

失调电压 Vd。

ECG 和设备标准规定，

存在不超过 ±300 毫伏的差分偏移时，

ECG 必须仍然可测量。

ECG 波形交流分量的

频率相对较低，通常在

0.05 赫兹与 40 赫兹之间。

诊断质量 ECG 应用

可能需要高达 150 赫兹或更高频率

以便从波形中 提取更多信息。

此图展示了 ECG

在频谱中相对于 其他生物电位测量的

位置。

仍然要注意，ECG 的 幅度只有几毫伏。

稍后，在本演示中，

我们还将讨论起搏器

信号的测量。

起搏器是心率异常 或心律不齐的患者

使用的电子医疗器件。

这些器件启动 良好控制的心动

周期，以使心脏维持

较为正常的功能水平。

在生物电位应用中 经常测量的其他信号

包括肌电图 EMG、

脑电图 EEG 以及

呼吸率。

我们前面提到， ECG 测量有一些

常见的挑战。

这些挑战通常 来自电力线干扰、

电极连接不良 导致的基线不稳、

肌肉移动以及电极 直流电平的变化导致的

基线漂移。

优秀的电路设计 可以克服其中的一些

挑战。

但在大多数情况下，

仍需要对 ECG 进行带通滤波，

并去除直流 漂移或高频干扰。

好了，今天就介绍到这里。

敬请关注关于如何测量 ECG 的更多同系列视频。

on how to measure ECG.

大家好，欢迎观看本培训 系列的第一个视频，主题是

“如何测量 ECG： 信号、系统模块

和解决方案指南”。

ECG 是一个不断 发展的应用领域。

长期以来， 医院通过测量 ECG

来监测患者情况。

但是，我们发现最近

便携式可穿戴 ECG 系统也流行起来。

本培训系列将

简要介绍 ECG 背后的生理学原理，

以及测量它 所需的主要功能

模块和规格。

稍后，您将了解 TI 的 ADS129x 系列

Δ-Σ ADC 如何与许多 所需的功能模块集成，

并为客户简化 ECG

信号链设计。

在开始讲如何 测量 ECG 之前，

我们务必要了解

信号特征是什么 以及它们的来源。

在本部分中，我们 将说明什么是 ECG

并解释它背后的 一些生理学原理。

ECG 表示心电图，

您可能知道， 它是对心脏活动的

电学测量。

那么，它到底 测量什么呢？

心脏负责在整个 身体中维持足够的

血流，以便提供 氧气和营养物质，

同时去除 二氧化碳和废物。

当缺氧血从体 循环，即身体回流时，

它必须经过心脏

进入肺循环，即肺部。

然后含氧血回到心脏，

再泵回到体循环。

在每次心跳期间， 心肌组织都会按照

特定的顺序收缩，

以使血液朝着 正确的方向流动，

从一个心室 流向下一个心室。

心脏每个部分的 收缩都会各自生成

去极化波形，

类似右侧所示波形。

所有这些收缩汇总起来

就会生成底部 显示的最终波形。

此波形具有 独特的特征，

即使不是医生 也很容易辨别。

通过观察重复的 波形段之间的周期，

很容易就可以 确定一个人的

心率。

此外，由于 ECG 波形的每一段

都对应心动 周期的特定部分，

所以训练有素的心脏病 专家可以使用这些波形

来诊断一系列 影响心脏健康的

症状和疾病。

ECG 测量可提供从心率到 诊断数据的范围和信息，

因此各种各样的 健康相关的应用

可能都需要它。

我们来仔细 看一看 ECG 特征。

ECG 通常绘制在 特殊的坐标纸上，

上面有标准的 x、y 标度。

x 轴上的 10 毫米 代表 0.4 秒，可换算为

每秒 25 毫米。

在 y 轴上， 10 毫米代表 1 毫伏。

如此图所示， 通过皮肤表面的

电极测量 ECG 时， 通常峰峰值幅度

只有几毫伏。

要计算患者的心率，

需测量两个 R 峰 之间的距离并转换为

每分钟的心跳次数。

例如，如果一个 心动周期的测量

距离是 24 毫米， 可以用 24 毫米

除以 25 毫米/秒， 然后取倒数，再乘以

60 秒/分钟。

如此可得出心率为 62 次每分钟或 BPM。

此图也说明了测量 ECG 的一个关键挑战，

即基线漂移。

EEG 波形的基线 是两个测量电极之间

形成的直流失调电压，

由于电极接触质量、 呼吸和患者移动等原因，

它可以随着 时间而变化。

我们可以将患者 与电极之间的连接

建模成一个电路。

皮肤的每一层 都提供一定阻抗，

通常是复数阻抗。

皮肤和电极之间的接口

也提供一定复数阻抗

和直流电压。

最后，电极的 化学物质一般

会产生一定直流电压，

例如银/氯化银。

这些电路元件 并不容易建模，

因为每当患者 移动或电极接触

质量变化时， 它们就会不断

变化。

右图显示了

两个电极可能如何 静置于不同的直流

电位，Va 和 Vb。

它们之间的差值 就是该导联的差分

失调电压 Vd。

ECG 和设备标准规定，

存在不超过 ±300 毫伏的差分偏移时，

ECG 必须仍然可测量。

ECG 波形交流分量的

频率相对较低，通常在

0.05 赫兹与 40 赫兹之间。

诊断质量 ECG 应用

可能需要高达 150 赫兹或更高频率

以便从波形中 提取更多信息。

此图展示了 ECG

在频谱中相对于 其他生物电位测量的

位置。

仍然要注意，ECG 的 幅度只有几毫伏。

稍后，在本演示中，

我们还将讨论起搏器

信号的测量。

起搏器是心率异常 或心律不齐的患者

使用的电子医疗器件。

这些器件启动 良好控制的心动

周期，以使心脏维持

较为正常的功能水平。

在生物电位应用中 经常测量的其他信号

包括肌电图 EMG、

脑电图 EEG 以及

呼吸率。

我们前面提到， ECG 测量有一些

常见的挑战。

这些挑战通常 来自电力线干扰、

电极连接不良 导致的基线不稳、

肌肉移动以及电极 直流电平的变化导致的

基线漂移。

优秀的电路设计 可以克服其中的一些

挑战。

但在大多数情况下，

仍需要对 ECG 进行带通滤波，

并去除直流 漂移或高频干扰。

好了，今天就介绍到这里。

敬请关注关于如何测量 ECG 的更多同系列视频。

on how to measure ECG.