10、心电图和心向量图在心率估计与房颤检测中的应用分析

心电图和心向量图在心率估计与房颤检测中的应用分析

1. 心率估计方法概述

在心率估计方面，常用的方法有自相关函数（ACF）法、快速傅里叶变换（FFT）法、基于零交叉的平均零交叉法（BZC）和瞬时零交叉法（CZC）。这些方法在处理心电图（ECG）和心向量图（VCG）信号时，各有特点。

1.1 ACF和FFT方法比较

• ECG估计 ：使用ACF和FFT方法估计ECG的心率时，估计速率几乎相同，但ACF方法的标准差远低于FFT方法。这是因为FFT分辨率较低且包含异常值，而ACF方法没有异常值。
• VCG估计 ：对于VCG，ACF和FFT方法估计的心率差异显著。这主要是由于测量区间末尾存在强异常值，使得FFT方法的均值被拉高。在无异常值的时间区间内，两种方法的估计结果几乎相同。

以下是ACF和FFT方法在窄带滤波下的心率估计结果对比表格：
| 方法 | ECG/VCG | 均值（bpm） | 标准差（bpm） |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| ACF | ECG | 69.07 | 3.35 |
| ACF | VCG | 67.99 | 4.31 |
| FFT | ECG | 70.29 | 2.57 |
| FFT | VCG | 70.15 | 4.46 |

1.2 零交叉方法的问题与改进

• 问题 ：零交叉法在处理ECG和VCG信号时失败，因为每心跳