曦成课堂

问

什么是心电图（ECG），它的特征是什么，怎样反映人体心血管系统的健康状况？

答

心电图（ECG）是一种通过电极记录心脏在每一次心跳过程中产生的电活动的工具。它能够展示心脏电活动的时间序列变化，从而提供心脏各部分在不同时刻的电压变化信息。标准的心电图通常包括 P 波、QRS 复合波和 T 波，每个波形代表心脏的不同活动阶段。

ECG 的特征：

• P 波：代表心房去极化，即心房肌肉的电活动。

• QRS 复合波：代表心室去极化，即心室肌肉的电活动。这个复合波是心电图中最显著的部分。

• T 波：代表心室复极化，即心室肌肉恢复到静息状态的电活动。ECG 的特征还包括 PR 间期、QT 间期、ST 段等，这些时间间隔和波段的形态可以揭示心脏的健康状态和功能。

反映心血管健康状况：

1.心律失常检测：通过观察心电图中的波形和间隔，可以识别各种心律失常，如心房颤动、心动过缓和心动过速等。

2.心肌缺血和梗死：ST 段的变化可以反映心肌是否缺血或发生心梗。例如，ST 段抬高可能提示急性心肌梗死。

3.电解质失衡：高钾或低钾等电解质异常可以通过特定的心电图变化反映出来。

4.心脏结构异常：如左心室肥厚可以通过 QRS 复合波的形态变化进行初步判断。通过心电图，可以非侵入性地评估心脏的电活动，从而诊断和监测多种心脏疾病，对于临床诊断和治疗具有重要意义。

问

什么是脉搏波（PPG），和心电图（ECG）有什么不同，可以反映哪些人体的健康指标或参数，具体原理是怎样的？

答

脉搏波（PPG，Photoplethysmogram）是一种通过光学方法测量血液容积变化的工具。PPG 通常使用一个光源（如 LED）和一个光电探测器，光源照射皮肤下的血管，探测器测量反射或透射光的变化，这些变化与心脏周期内血液容积的变化相关。

PPG 和 ECG 的不同：

• 原理不同：ECG 测量的是心脏电活动，而 PPG 测量的是血液容积变化。

• 检测方法不同：ECG 需要将电极贴附在皮肤上，而 PPG 使用光学传感器。

• 信息内容不同：ECG 提供心脏电活动信息，PPG 提供血液流动和血管健康信息。

PPG 反映的健康指标和参数：

1.心率：通过分析 PPG 波形的周期，可以准确测量心率。

2.血氧饱和度：PPG 结合不同波长的光源，可以测量动脉血氧饱和度，这是评估呼吸和循环系统的重要指标。

3.心率变异性：通过分析 PPG 波形的时间间隔变异，可以评估自主神经系统的功能。

4.血管弹性和硬化：通过分析 PPG 波形的形态和脉搏波传导时间，可以评估血管的弹性和硬化程度。

具体原理：

PPG 基于光学吸收特性。血液中含有的血红蛋白对特定波长的光有吸收作用，随着心脏泵血，血液在血管中的容积变化会导致反射光或透射光的变化。通过检测这些光学变化，可以推断血液容积的变化，进而分析各种生理参数。

问

什么是脉搏波传导速度（PWV），测量它有什么意义或能反映哪些健康参数；通过脉搏波传导速度可以实现无创血压测量，目前可以做到吗？

答

脉搏波传导速度（PWV，Pulse Wave Velocity）是指脉搏波在动脉血管中传播的速度。PWV 是评估动脉硬化和血管健康的重要指标。

PWV 的测量意义：

• 评估动脉硬化：PWV 是动脉弹性和硬度的直接反映。动脉硬化时，血管壁变硬，PWV 增加。通过测量 PWV，可以评估动脉硬化的程度。

• 心血管疾病风险预测：PWV 增加与高血压、冠心病、脑卒中等心血管疾病风险增加相关。PWV 的变化可以作为心血管疾病的早期预测指标。

• 血管老化：PWV 随年龄增长而增加，通过测量 PWV 可以评估血管的生物年龄和老化程度。

PWV 的健康参数：

• 动脉僵硬度：通过测量 PWV，可以评估动脉的僵硬程度。动脉僵硬度是反映血管健康的重要参数。

• 血压波动：PWV 与动脉血压波动相关，可以间接反映血压的动态变化。

无创血压测量的实现：

通过 PWV 测量实现无创血压测量的原理是基于 PWV 与血压之间的关系。动脉硬化程度越高，PWV 越快，通常血压也越高。目前，已有技术通过同时测量脉搏波在不同部位的传导时间，结合算法和模型，估算血压值。虽然这些技术已经取得了一定进展，但在准确性和可靠性方面仍需进一步优化，以达到临床应用的要求。

问

如何做到心电波形的实时分析，主要的算法技术难点是什么，心电的实时分析对于帮助我们的日常生活、及时发现疾病有什么意义？

答

心电波形的实时分析是通过高效的信号处理和算法技术，从连续获取的 ECG 数据中即时提取和分析关键信息的过程。实时分析能够及时识别心脏电活动中的异常，提供即时反馈和警报。

主要算法技术难点：

1.噪声过滤：心电信号容易受到各种噪声干扰，如肌电干扰、电源干扰和运动伪影。实时分析需要高效的算法来过滤这些噪声，确保信号的清晰度。

2.特征提取：从心电图中准确提取 P 波、QRS 复合波、T 波等特征波形以及计算 PR 间期、QT 间期等时间参数，是实时分析的重要难点。

3.快速计算和响应：实时分析要求算法具备高效的计算能力，能够在数据采集的同时完成分析，并在心电异常发生时快速响应，触发警报。

4.个性化适应：每个人的心电图特征存在个体差异，算法需要具备一定的自适应能力，能够适应不同个体的心电特征，减少误报和漏报。

实时分析的意义：

• 早期疾病发现：实时分析能够在心电异常发生的瞬间检测到心律失常、心肌缺血等问题，为及时诊断和治疗提供宝贵的时间。

• 健康监测：通过连续监测和分析心电图，实时分析可以为慢性心脏病患者提供持续的健康监控，帮助调整治疗方案。

• 运动与康复指导：实时心电分析可以用于运动监测，评估运动中的心脏负荷，为运动强度和康复训练提供科学依据。

• 预防突发事件：对于有心脏病史的高风险人群，实时心电监测可以预防心脏骤停等突发事件的发生，提高生存率。

心电波形的实时分析结合先进的算法和技术，不仅提高了心血管疾病的管理水平，也为人们的日常生活和健康管理提供了重要的技术支持。