该篇文章主要记录撰写毕业论文的过程中对ECG信号处理过程中遇到的问题和知识盲点的总结
一 单位转换
频率：f=1/T,T为周期,如1ms = 0.001s, f = 1/0.001=1000Hz 所以 1ms =1000HZ
实验采用AD8232评估板与3引脚ECG监视器配合使用来获取ECG信号，采样率为192HZ,即5.2ms为一拍
其中90％以上的ECG信号能量集中在0.25Hz～35Hz之间
二 傅里叶变换
时域和频域的理解:
时域:以时间作为参照来观察动态世界的方法我们称其为时域分析
频域:它不是真实的，而是一个数学构造。时域是惟一客观存在的域，而频域是一个遵循特定规则的数学范畴，频域也被一些学者称为上帝视角
傅里叶变换的实质：频域函数和时域函数的转换，其中时域就是永远随着时间的变化而变化的，而频域就是装着装着正余弦波的空间
三 滤波器
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析
概念: 滤波器是对波进行过滤的器件，是一种让某一频带内信号通过，同时又阻止这一频带外信号通过的电路。
1 滤波器的作用：
- 1、将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；
- 2、滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；
- 3、从复杂频率成分中分离出单一的频率分量
2 滤波器的分类:
低通滤波器(LPF)：
从0～f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地衰减
高通滤波器(HPF)
与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减
带通滤波器(BHF)
它的通频带在f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。
带阻滤波器
与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过
3 matlab Butter()函数使用
Butterworth滤波器，使用方法
1 | [B,A] = BUTTER(N,Wn,'high') % 用来设计高通滤波器 |
2 | [B,A] = BUTTER(N,Wn,'low') % designs a lowpass filter.--低通滤波器 |
3 | [B,A] = BUTTER(N,Wn)% 带通滤波器 |
4 | % 其中，Wn = [a,b],若采样率为192HZ,设计一个3阶，通带为0.04-20HZ的带通滤波器: |
5 | [b,a] = butter(3,[0.02/(192/2) 20/(192/2)]) |
四 ECG信号HRV分析
心率变异性(Heart Rate Variability ,HRV)是指逐次心搏间期之间的微小变异特性。HRV分析可作为预测心梗死亡率的指标及预测末期肝病患的预后。
1 HRV周期频率
HRV周期频率通过时频域变换可分为三分频段:
- VLF:超低频（<0.04Hz) 可能与体温调节及心率中缓慢的变化趋势有关
- LF:低频段（0.04-0.15Hz） 反映心脏交感神经的活性
- HF:高频段（0.15-0.4Hz） 反映心脏迷走神经的活性
2 ECG信号特征
每个心动周期的正常心电信号波形中包含一个P波，一个QRS波、一个T波和U波，如下图所示:
- P波:左右心房的初级过程引起，波型小，时宽:0.08s-0.11s,波幅<0.25mV
- QRS波:P波出现之后，典型的QRS波包括:第一个向下的Q波，第二个尖尖向上的R波，最后一个向下的S波
- 正常QRS间期为0.01~0.1s,如大于0.12s，则反映室内传导阻滞
- T波:代表心室复极的电位变化，与R波方向相同，时宽0.05~0.25s,波幅0.1mV~0.8mV
RR 间期：相邻 QRS 波群之间的间距称为 RR 间期，反映心室率。正常情况下，RR间期与 PP 间期一致。
3 HRV时域分析
HRV时域分析主要指标:
HRV频域分析主要指标：
本文内容参考文献：https://blog.csdn.net/qq_41736609/article/details/79710779
https://www.cnblogs.com/h2zZhou/p/8405717.html
https://wenku.baidu.com/view/443a758cce84b9d528ea81c758f5f61fb73628bb.html