快速傅立叶变换——房颤研究的“新”工具

                                 首都医科大学附属北京安贞医院 汤日波博士

    APAFS 2005 会议举办了快速傅立叶转换（ Fast Fourier Transforms,FFT ）在房颤中作用的专场，什么是快速傅立叶转换呢？传统的傅立叶变换是一种纯频域分析，它可将一般函数 f 表示为一簇标准函数的加权求和，而权函数亦即 f 的傅立叶变换。傅立叶变换在实际中有非常明显的物理意义，设 f 是一个能量有限的模拟信号，则其傅立叶变换就表示 f 的谱。从纯粹的数学意义上看，傅立叶变换是将一个函数转换为一系列周期函数来处理的。从物理效果看，傅立叶变换是将图像从空间域转换到频率域，其逆变换是将图像从频率域转换到空间域。由于运算过程中傅立叶变换的指数部分是周期重复的，充分利用这一特性可减少计算步骤，加快计算速度，由此发展出了一套快速傅立叶变换算法。

    抛开高深的数学转换不谈， FFT 已广泛应用于心电信号的处理，如动态心电图的心率变异性分析，在房颤的研究中主要用于房颤波的频谱分析，将心内电极所记录电信号的时域分析转为频谱分析。通过 FFT 获得房颤时心房各部位的频谱对探讨房颤的始动与维持的机制是非常有意义的。 1998 年， Skanes 等通过快速起搏离体山羊心房 langendorff 灌注液模型中的研究显示，左心房单个或多个不稳定的环行运动的折返环伴向右心房的颤动样传导是房颤维持的重要机制。行 FFT 转换我们会发现局灶驱动是主频最快的位置，心房内的激动是从高频部位向低频部位扩布的，符合局灶性驱动伴颤动样传导的特点。为大家更好的理解举例如下：如图所示 A-D 左侧为心房电极记录的心内电图，右侧为 FFT 转换的频谱图，频谱图幅度最高处为主频 (dominant frequency,DF) 。总结心房内的频谱分布特点该研究得出结论房颤时存在左房至右房的频率梯度，左房内存在高频的局灶驱动。