基于matlab的滤波器设计第二章材料.doc

第二章 文献综述 本章将主要介绍人体心血管系统的基本结构和工作的原理，介绍心电信号的成因及本文所讨论的三类心电信号的典型波形和特征。本章最后还将介绍已有的心电信号的特征提取及分类的各种方法。 2.1心血管系统基本构造及工作机理 心脏、动脉、静脉和毛细血管合称为血液循环系统。在循环系统中，心脏是整个系统的动力来源。在人的一生中，心脏大约要跳动2.5亿次。整个心脏由特殊的肌肉(心肌)组成。能自动进行收缩和舒张，带动血液的循环，动脉血液携带人体所需的氧气，与全身各个器官进行交换，带走二氧化碳。在肺部，静脉血液与空气进行相反的关换。血液循环是人类生存的基础[1.2]。 1.心脏的基本结构： 人类心脏的基本结构如下： 图2-1 心脏的基本结构、组成 心脏位于胸腔内，位于正中偏左。心脏缩小时和本人的拳头大小差不多。其外形似寿桃，其尖端朝下叫心尖部，在上方的叫心底部。心脏从外到里可以分成三层：即心包、心肌和心内膜。心包是心脏的外层，就像心脏的外衣，有保护心脏的作用。心包有两层膜，外层叫壁层，里层叫脏层，附着在心肌上。两层心包膜间有空腔，称心包腔。在正常情况时心包腔内有少许液体，可滑润心包膜。在心包膜下面为心脏的中层，也就是心肌。心肌占了心脏的主要部分，心脏的收缩和舒张主要靠心肌。心脏内部分成心房和心室两层：心房的肌肉薄，心室的肌肉厚。心房的肌肉和心室的肌肉互不相连，因而。心房和心室可不同时收缩。心肌的结构非常复杂，有三层：外层呈斜行，中层呈环形，内层呈纵行。这种特殊结构是心脏所独有的。心脏的最里层叫心内膜．是一层紧贴在心房和心室内面的薄膜，与心脏连接的大血管内膜相连接。在心房与心室的交界处，在心室与大血管的连接处，心内膜呈褶叠状，又有开口，在医学上叫瓣膜，也是心内膜的组成部分。心脏的内部结构分为上下两层，在左侧的叫左心房和左心室，在右例的叫右心房和右心室。左心房与右心房间有墙隔，互不相通。中间的隔墙叫房间隔。左心室和右心室间也互不相通，中间也有隔墙，名称叫室间隔。但左心房与左心室间，右心房与右心室间是相通的。血液可由右心房流进右心室，左心房的血流进左心室。 2.血液循环系统的工作过程 血液在心脏内的运行是先右后左，即先在右侧心房和心室，然后再到左心房和左心室。在右心房上有三条血管，来自上、下身和心脏的血液，右心房接受外来的血液后，通过右心房的收缩，将血液送至右心室。血液从右心房不是直接进入右心室，在右心房与右心宣间有一扇可开关的门，是三叶门，医学叫瓣膜，确切地说叫三尖瓣。当右心房收缩时．血液冲开三尖瓣，就长驱直入地进入右心室。心脏的收缩，是心房先收缩，心室后收缩。右心房收缩后右心室即相继收缩。右心室收缩时，将血液经血管输入肺脏。在右心室与血管相连接处，也有一扇能开关的门，叫肺动脉瓣。在右心室收缩时，这扇门就打开，在右心室后面的三尖瓣就关上，这样可以防止震心室的血液又重新返回右心房。当右心室收缩的同时，右心房即舒张．来自血管的血液重新又把右心房充满。血液在左心房及左心室内的运行与右心房和右心室的情况相同，血液在肺部完成了气体交换，进入左心房，由左心房流入左心室。在左心房与左心室间也有一扇门，是两叶门，叫二尖瓣，与右心房与右心室间的三尖瓣左右呼应。二尖瓣的作用与三尖瓣相同，就是在左心房收缩时，血液经打开的二尖瓣进入左心室。当左心室收缩时．又将二尖瓣关上。此时在左心室与血管相连处的主动脉瓣打开，血液即进入主动脉而运行至全身。 3.心电图 心脏机械性收缩之前，心肌先发生电激动。心肌的电激动传布全身，在身体不同部位的表面发生电位差。通过心电图机把不断变化的电位连续描记成的曲线，即心电图—0.06秒，激动便由窦房结经结间束到达房室结。然后，激动通过房室结、房室束(希氏束)，传至心室，使心室受激,心室受激时产生的除极电位名为QRS被群。心房和心室受激后(除极完成后)，随即进行复极，在复极过程中，心房先复极，心室后复极。心房在复极过程中产生的电位极其微小，在心电图上难以观察到，心室在复极过程中产生的电位名为T波。因此，心电图是由P波、QRS复合波、T波、U波及组成各波之间的间期所组成，一个心动周期在心电图上均出现这样相应的一组波形[3.4]。 一个周期的典型的心电波形如图2-2所示： 图2-2 一周期的典型心电波形 1）P波（P wave）：反映左右心房的电激动过程电位和时间的变化。P波前1/3代表右心房除极，中1/3代表右左心房共同除极，后1/3代表左心房除极。P波在肢体导联呈钝园形，有时有轻度切迹成双峰，双峰间距0.04s。P波的宽度（时间）0.11s，儿童0.09sP波振幅在肢体导联不超过0.25mV，有胸导联不超过0.2mVP波的振幅和宽度超过正常范围即为异常，表示心房肥大或房内传导阻滞P-R间期（P-R interval）：代表心房开