心电图（ECG）是一种非线性，非平稳准周期时间序列信号。这是一种时变的生物信号，反映了离子电流的流动，引发心脏纤维收缩和随后的松弛，能间接了解流向心肌的血流情况，广泛应用于检查心脏电活动和心肌功能。
ECG是通过放在患者皮肤上的两个电极之间的电位差来记录的。信号中包含有关心率、节律和电活动的信息。信息既有生理信息，也有病理信息，这些信息对于心脏病的诊断是不可或缺的。
实时采集的ECG信号
ECG信号有两种不同的类型的特征，形态特征：P波、QRS波群、T波、U波；区间特征：PR段、ST段、PR间隔、ST间隔、RR间隔等。ECG信号在医学领域有着广泛的应用，如心肺监测、基于ECG的生物特征认证、实时分析心电图节律、使用智能心电图贴片进行心率变异性分析等。
ECG信号分解
这些方面的实际应用需要正确确定记录的ECG信号形态和间隔等方面的特征，但ECG信号易受到各种主要噪声的影响，这可能会扭曲心电图导联的形态特征和间期特征，从而对患者造成错误诊以及采取不恰当的治疗。
心跳周期与ECG信号产生
1.基线漂移
基线漂移是一种低频伪迹，主要由呼吸作用、身体运动、电极接触不良和皮肤电极阻抗引起。漂移的幅度和持续时间取决于电极属性、电解质属性、皮肤阻抗和身体运动。这种基线漂移的幅度高达全尺度偏转的15%左右，即心电图峰峰值振幅在0.15-0.3Hz的频率范围内。压力条件下ECG记录显示，由于呼吸频率增加，基线漂移的频率增加。运动伪影是由于电极皮肤阻抗随电极运动的变化引起的瞬时基线变化（快速漂移）。基线漂移的幅度可能会超过QRS波群的幅度几倍。运动伪影的振幅和持续时间分别为ECG峰值振幅的%和-ms。严重的基线漂移或运动伪影会扭曲心电图信号的ST段和其他低频成分，ST段失真可能导致对心肌梗死、Brugada综合征和其他ST段相关异常的错误诊断。
2.电力线干扰
心电信号采集电路中电源线之间存在感性和容性的耦合，从而引起工频干扰噪声。电力线干扰是一种以50/60Hz为中心的窄带噪声，带宽小于1Hz，振幅最高可达心电图峰峰幅的50%。电力线的低频噪声成分与ECG信号的频率内容混合，严重的结构噪声会导致ECG形态特征失真，如ECG信号低振幅局部波的振幅、持续时间以及形状。尤其是P波畸变可能会导致房性心律失常的错误诊断，如心房扩大和房颤。
3.肌肉伪影
肌肉伪影（EMG）是由于肌肉在收缩期间的电活动或身体突然运动引起的。通常，EMG噪声的振幅约为ECG振幅的10%，带宽在20到Hz之间。典型的肌肉伪影来源是头部附近的肌肉运动，如颈部运动、吞咽等，肌肉收缩引起的电活动持续约50ms。由于在0.01–Hz范围内的频率匹配，EMG伪影会导致ECG信号的局部波形失真。这使得对ECG信号进行降噪以达到正确识别各种ECG心律失常具有非常大的挑战性。
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