心电图信号采集新手指南：BITalino的简单易用之道

“我思故我在”是勒内·笛卡尔于 1637 年提出的哲学说法。简单来说，这句话的意思是，当我们开始怀疑自己是否存在时，这种怀疑本身就证明了我们确实在思考，从而证明了我们的存在。然而，除了这个哲学的逻辑证明外，还有其他方式可以证明我们确实存在。心脏的跳动是生命活着的一个明显迹象，所以除了大脑的思考活动之外，心脏跳动也是您存在的另一个明确标志。

一般来说，证明一个人是否还活着通常是通过观察生命体征来实现的，生命体征除了心跳，还包括心电、脑电、呼吸、血压、体温等。

除了通过传统的医学方法进行监测，现如今，在很多的智能手表上也能看到自己的一些生理状体，如心率、血压等。智能手表是测量人活力的好方法，因为它不需要复杂的操作和培训，就可以通过直观的屏幕显示来读取所需的数据。

然而，仅使用智能手表是无法实现看到整个心电图 (ECG) 并更好地了解心脏功能的目的，而生理信号采集设备可以随时随地轻松获得心电图。

PPB-Bio系列多通道生理信号采集分析系统——可用于监测和记录人体生理信号，如心率、肌电图（EMG）、脑电图（EEG）等。这些设备通常用于研究、医疗或健康监测领域，但要是用来证明人是否是活着，这些数据显然也派得上用场。

第一步：保持冷静，感受身体

第一个问题：您了解自己的身体信号吗？

如果没有专业的仪器，我们就无法测量到科学上的各种数据。但是，当您放松自己，专注感受身体的某些方面或注意力集中在特定感觉上，也能感受到身体向你发送的各种信号，如生理信号。

最常见的生物信号之一是心电图（ECG）。

人们感受心电信号，通常是通过感觉身体的某些方面或注意力集中在特定感觉上来实现的。对于心电信号，一些方式包括：

1. 譬如心跳感知：通过用手轻轻按压颈部或手腕的动脉来感知心跳
2. 心搏感觉：直接感觉到心脏在胸腔中的跳动，特别是在紧张、激动或运动时
3. 注意力聚焦：特别在冥想或深呼吸时明显地感受到心脏的跳动
4. 身体反馈：如轻微的胸闷感或胸部的轻微震动感

当然，这些方式都是主观感觉，而不是准确的测量。要进行科学性的测量，需要使用专业的生理仪器，如PPB-Bio系列多通道生理信号采集分析系统，来记录和分析心脏电活动，以提供更精确和客观的心电信号数据。

第二步：心脏如何工作？

心脏由各种组织组成，其中心肌可以产生可使用心电图传感器在皮肤表面检测到的电信号。心动周期包括舒张期和收缩期，舒张期是心室重新充满血液，收缩期是心室收缩和排空血液。

下图说明了心动周期的每个步骤，这些步骤产生了心电图信号的新组成部分。在这种情况下，信号是在 B 点和 A 点之间测量的。

心脏生理学和心电图信号生成

以下是心电图的每6 个组成部分的简短概括的含义：

(1)P波→ 代表心房兴奋（蓝色）的收缩和传播（除极）

(2)PQ-间期→ 代表兴奋从心房到心室的传播

(3)QRS波群→ 代表心室收缩和兴奋的传播

(4)ST间期→代表心室完全兴奋

(5)T波→代表心室回归

(6) TP-complex → 代表未兴奋的心房和心室

第三步：开始使用ECG需要什么？

市场上有多种心电图信号采集的选择，根据预算和需求的不同，可以选择合适的工具。本文旨在帮助您了解心电图信号，建议初学者选择经济实惠、易于使用、易于学习且多功能的系统，如BITalino。

BITalino是一款开源的生物信号平台，不需要专业的硬件或电子知识即可使用，就可以快速获取皮肤表面心脏信号。其中的HeartBIT套件提供了方便的即插即用解决方案，专为教育和原型设计而设计。

第四步：如何放置心电传感器？

连接心电图时要注意，根据Einthoven leads I-III（3个双极肢体导联），有不同的电极位置。

在下图中，您可以看到用于导联 I 电极定位的电极放置示例，其中 (-) 代表右手腕上的负极（黑色），(REF) 代表髂嵴上的参考电极（白色），(+) 代表左侧的正极（红色）。

放置电极时，记得选在肌肉活动较少的地方（骨骼），这样可以减少肌肉活动引起的噪音，也就是运动造成的影响（运动伪影）。

第五步：如何使心电信号可视化？

通过配套的用于信息采集和可视化的软件，您有多种信号可视化的选择。

心电图可视化样本【ECG 和检测 QRS 复合波的合适采样频率范围在 10 到 25 Hz 之间。】

根据奈奎斯特-香农采样定理，采样频率必须高于波形中观察到的最高频率的两倍。这意味着采样频率至少应为 50Hz。为了确定某些心电图参数，例如心率变异性 (HRV)，使用更高的采样频率对于分析非常有利。在BITalino 中采样频率是固定的（例如10、100、1000 Hz），因此建议选择 1000 Hz。

这将有助于更好地理解可能发生的各种情况下的信号变化（例如运动、放松、屏住呼吸等）。