摘要：为介绍体表胃电图在航天医学尤其是在运动病研究中的应用，综述了胃电产生的生理基础、体表胃电的记录、胃电分析和在航天医学中的应用，重点介绍在运动病研究中的应用。体表胃电图的多个指标与运动病恶心综合症有关。胃电图用来研究运动病恶心综合症是可行的。

中图分类号：R852文献标识码：A文章编号：1002-0837(1999)01-0067-05

Recording and Analysis of EGG and Its Application in Space Medicine

GU Hua-guang

(Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China)

Abstract：To demonstrate the use of EGG in space medicine,especially in motion sickness,biological basis，recording，analysis of EGG used in space medicine，especially in motion sickness studies，were introduced.Several parameters of EGG were related to nausea in motion sickness.It is suggested that EGG can be used in studying nausea symptoms of motion sickness.

Key words：electrogastrogram;recording;analysis;application;space medicine

自1922年Alvarez^［1］报道从病人的腹壁上记录到胃电活动以后的70多年来，人们对胃电图进行了大量研究，但由于胃电图信噪比较低难以得到好的效果而发展缓慢。60～70年代一些研究者在浆膜下缝埋电极，记录胃电活动；或经口插管将电极送入胃内，经粘膜吸引法进行人体的胃肌电活动研究。80年代发展了无创伤、非侵入性体表电极的记录胃电的研究，并克服胃电信号微弱，容易受干扰等问题，使体表胃电(又称为胃电图，electrogastrography,EGG)研究迅速发展^［2,3］；近年来，记录胃电图的可靠性有所提高，证实了胃电活动与胃运动的关系，即胃电能反映胃的运动功能；不断改进完善EGG分析方法，EGG分析指标趋于多样化，尤其是与电子计算机分析的结合，使这种无创、容易被接受的记录分析技术得到应用，已经应用于临床和航空航天医学的研究中。

胃电记录的生理基础

胃平滑肌细胞存在着静息膜电位，膜外电位为0 mV，膜内的电位为-55 mV，由K^＋的跨膜活动或Na-K泵形成，并有慢波电位和动作电位。慢波电位是指在静息膜电位的基础上产生的自动去极化，是胃电活动的基本节律，对于人来说，慢波的频率是3次/min(3cpm)。动作电位又称峰电位，动作电位重叠在慢波上，通常在受到刺激后出现，能触发胃平滑肌的收缩^［4］。胃电的起搏点位于胃体大弯上部，以逐渐增加的速率和强度向远端传播，可通过浆膜或浆粘膜记录胃电活动。体表胃电图记录是将胃电活动经腹壁上的电极，通过超低频放大和滤波后记录下来。

许多有关体表胃电图与浆膜或浆粘膜同步记录胃电活动的研究已证实，从体表能准确记录胃电活动。Hamilton^［5］应用粘膜吸附电极和体表电极同步记录16名健康志愿者的胃肌电活动并用功率谱分析时，发现两种方法记录到的胃电功率谱一致，并且波形相似。Abell等^［6］应用磁力固定粘膜电极，并同步进行体表电极记录胃电活动，经频谱分析，发现无论进食状态或在进餐后，无论胃节律异常是否存在，两种记录方法所描记的胃电活动有很好的时间一致性。Familoni等^［7］在6名术后病人中同时经体表和浆膜电极记录胃电活动，结果显示：慢波和节律异常均可以从EGG中观察到。Riezzo等^［8］证实了EGG的可重复性，他们在8名健康者中进行研究，每位志愿者在不同的3 d分别记录1 h的空腹体表胃电，结果显示3次记录的胃电的频率和功率没有明显差别，说明胃电信号在时间过程中是稳定的。周吕等采用胃内肌电的直接记录(浆膜法和腔内粘膜法)与体表胃电图的对比研究，证明体表胃电图能准确反应胃的运动功能。综上所述，体表胃电图能反应胃的电活动。

许多研究已显示，正常人正常状态下胃电主频3 cpm，在就餐、接受刺激后或其它因素影响时胃电参数可能会发生变化。Chen^［10］观察到餐后收缩强度增加伴有胃电波幅和主频增高，在消化II和III期胃电波幅和功率均比I期更强。Chiloiro等^［11］观察到胃排空和胃电功率有相关关系。Geldef等^［12］和Chen等^［13］发现不同形状和营养成份的食物对胃电活动有影响。Stern等^［14］发现精神、神经因素可影响胃电活动。以上研究表明：体表胃电可以作为研究胃电生理和胃运动功能的方法。

体表胃电的记录

由于体表胃电信号很弱，幅度几十到几百μV，信噪比低，并且易受腹部运动和其它器官电信号(如小肠电活动9～12 cpm、心电活动、呼吸)的干扰，难以得到满意的记录，也就很难对胃电信号作出解释和分析,因此EGG的记录技术在相当长的时间内是困扰其研究发展的主要因素。对于记录胃电图来说，性能良好的记录设备是最好的保证。随着科技的发展，性能良好(如抗干扰能力强、能检测微弱信号、有良好的低频响应的放大和滤波及便携式等)的胃电图仪的出现，胃电的研究得到了发展。但电极的定位、贴电极的部位的皮肤处理和保持被试者腹部的相对稳定也将是十分重要的环节。

电极的定位电极的部位力求与胃实际部位相对应，以提高信噪比。但各公司和厂家的胃电电极安置位置不一。目前有人主张用X线、B超或参考胃核素排空的影像学帮助定位。如Chen等^［15］用B超对50名健康志愿者进行胃的定位，结果显示胃窦最可能的位置是剑突与脐边线的中点右侧1～3 cm。国内的WCDF胃肠电记录仪应用单电极，将参考电极置放在前臂或耳垂上均比放在腹壁上更能稳定的记录到胃电活动。巴福森等^［16］用视觉诱发运动病观察胃电图的实验用WDJ-2型微电脑胃肠电检测仪记录胃电，电极采用双电极，一个脐上方10 cm偏右3 cm,另一电极在脐上方6cm偏右3 cm处，参考电极置于左手弯内侧。而Stern^［17］在他的胃电研究中也用双极电极，上电极置于肚脐上10 cm,左6 cm;下电极肚脐上6 cm,左2 cm；中电极在上6 cm,左5 cm;而普通参考电极在腹中线肚脐上4 cm。Synectics Medical的便携式EGG Hoter胃电记录应用双电极，一个电极位于脐与剑突连线的中点，另一个电极左侧锁骨中线肋骨下缘1cm处，参考电极位于与两个电极成等边三角形的位置上^［18,19］。

皮肤准备应仔细清洁贴电极部位的皮肤，去除油脂，以减少皮肤阻抗，再用生理盐水棉球或导电糊涂在电极上。可用万用表测量阻抗以决定皮肤是否处理好。

被试者的安静记录时务必注意，被试者应保持安静，若条件不允许，应尽量保持腹部不运动。同时应注意保持环境安静。对于如Synectics Medical的便携式EGG Holter，记录过程中还应该将电极导线固定，使干扰因素尽可能小。在运动病研究中，被试者往往需要随设备(如转椅、秋千)运动，记录可能会受影响，因此在分析处理胃电图时应对照原始胃电图，将引入的干扰略过不分析。

记录时采样频率胃电信号是低频信号，采样频率可为1 Hz、2 Hz及4 Hz,瑞典Synectics Medical公司的质携胃电图仪可以1 Hz采样频率记录24 h胃电。

EGG的分析

EGG分析方法

早期分析胃电图是用视觉分析，即肉眼观察和手工测量，因而分析的数据的数量少，分析参数少，对于节律异常信号较难分析，分析效果差，在计算机和数字信号处理发展日新月异的今天，这种方法不能适应胃电研究的需要，尤其是对记录时间较长的EGG。目前采用较多的方法是用计算机对EGG信号进行时域的如幅度等指标的统计分析和频域的功率谱分析，而功率谱分析时可采用静态谱分析^［17］，也可采用运行谱分析^{［18～21］}，或称分段交叠功率谱分析，一般采用运行谱分析，谱分析一般采用快速傅立叶变换。目前主要应用频率分析。

交叠分段功率谱分析

胃电进行谱分析时通常将频率分为4段，胃动过缓(0.00～2.40 cpm),慢波(2.40～3.70 cpm),胃动过速(3.70～10.00 cpm)和十二指肠和呼吸(10.00～15.00 cpm)。正常人正常状态的胃电主频率位于慢波段。

Synectics Medical的Electro GastroGram软件(Ver 6.30)的算法如下：对于要分析的胃电数据进行交叠分段，每段取4 min 16 s(256个)的数据，相邻段交叠3 min 16 s的数据，对每段功率谱分析，得出一条谱线，直至该段数据结束。对每条谱线求主频(DF)和主功率(DP),求所有主频的平均，得出主频变异系数(DFIC,主频标准差/主频平均值×100％);求所有主功率的平均，得出主功率变异系数(DFIC,主功率标准差/主功率平均值×100％)。统计出主频属于上述四个频段的百分比。对上述所有谱进行平均，得出一条谱，求该谱的主频和主功率，作为该段时间内的主频和主功率，称为间期主频(PDF)，也就是本文中的主频。计算该谱4个频段的功率值及占总功率的百分比，其中主要是慢波和胃动过速的百分比^［20］。而Stern^［21］的运行谱分析为交叠192个数据， 分析参数只有主频。

频域分析参数(1)主频率(Dominant Frequency，DF)，它反应了胃慢波的频率，正常慢波范围2.4～3.7 cpm。从较多的研究