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根据电偶极子假说,使用Frank导联系统,通过测量体表相互垂直的三个方向X、Y、Z的平均电场,可以得到心电向量。将心电向量在三维空间连续实时地显示出来,就得到了立体心电图(3DElectrocardiogramor3D-ECG)。
立体心电图可以在三维空间连续地描记心电活动的每一个周期,看其随时间的变化规律,包含了幅度和角度两方面的信息,因此具有准确、直观、全面的特点。它弥补了心电图(ECG)无法三维显示和心电向量图(VCG)一般不能多周期显示的不足,在诊断心律失常,研究心室复极不一致性和心肌电传导的三维信息等方面有着重要的应用。
本文利用美国NI(国家仪器公司)的数据采集硬件和LabVIEW软件,构建起一个立体心电信息采集系统,实现了立体心电图的三维实时显示和存储,图形大小和观察角度可随意调整,并且可以长时间采集和存储数据,以备进一步分析和处理。
对采集到的立体心电信号,本文求出了其心率变异性(HRV)时域参数,并与一维心电信号的HRV时域参数相比较,分析了立体心电图在研究HRV的特点。另外,还在三个垂直方向上研究了QT离散度(QTd)的问题,方法是在X、Y、Z三个心电图上分别找出的QT间期,然后比较三组QT序列的相关系数。得出了以下的结论:
1,在人体处于平静、小幅度运动(躯干和四肢小幅颤动,后文简称“小动”)状态、大幅度运动(躯干和四肢大幅运动,后文简称“大动”)状态和抑制呼吸状态时,立体心电图的RR间期和一维心电图的RR间期没有明显区别;由立体心电信号得到的HRV时域参数分析结果与由一维心电信号得到的结果也无明显差别。
2,Z导联的RR间期与其他导联相比,有较大的波动,时域参数也有较大的差异。分析原因,可能是由于Z导联距离心脏最近,对偶极子假说的近似最不精确,从而导致了Z导联的数据波动性较大,但这一想法还需实验的进一步证实。
3,在立体心电图中,QTd的增加不能做为心律失常的诊断依据,从而间接证明了,QTd是由于心电向量在各个方向上投影时角度不同所致。