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心率变异性短时分析的非平稳性影响研究
针对短时心率变异性(heart rate variability, HRV)分析在临床中常常不能得到一致性结果 的情况,研究几种常用HRV短时分析参数受非平稳性的影响.通过几种参数与平稳性衡量参数(均值、标准差)的相关性分析,结果 表明,各短时参数在长时数据中呈现出随时间变化的波动,其中HFnorm和SE受非平稳干扰影响大,LFnorm和BE受非平稳干扰影响小.从而推论,非平稳干扰是影响短时HRV分析结果 一致性的一个原因,尽量排除非平稳干扰,严格保证数据的可比性前提,可提高其分析结果 的可靠性和一致性;同时,HRV中的低频波动不只包含了非平稳干扰的影响,还蕴含了心脏动力系统的固有特性,短时分析参数由于未能包含这部分低频信息,所以不能对心脏动力系统提供全面描述,这是导致短时HRV分析结果 一致性差的另一个重要原因.
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以基于基本尺度熵的心率变异性指标表征生理和病理原因引起的自主神经活动变化
心率变异性(HRV)体现了自主神经对心脏节律的调节,其动力学特征能够反映心脏的生理功能和健康状态,从短时HRV信号中探测其生理和病理状态的变化具有重要的临床应用价值.本研究采用基本尺度熵中的m-words组合和forbidden words作为特征指标,研究健康年轻人和健康老年人之间以及各自昼夜间对比,以及健康老年人与充血性心力衰竭患者间的对比.首先将m-words组合、forbidden words分别应用于正弦周期信号、白噪声以及1/f噪声,以证明方法的有效性.25名健康年轻人和25健康老年人的数据分别选自PhysioBank中的NormalSinus Rhythm RR Interval Database数据库和MIT-BIH Normal Sinus Rhythm数据库,20名充血性心力衰竭(CHF)患者选自PhysioBank中Congestive Heart Failure RR Interval Database.结果表明:m-words组合几率分布可以反映自主神经调控的变化;健康年轻人和健康老年人各自昼夜间的forbidden words存在显著差异(P＜0.05),并且健康年轻人和健康老年人对应的时间段forbidden words也存在显著差异(P＜0.05);相比于健康老年人,CHF患者的forbidden words显著降低(219.2±6.9 vs147.5±12.1,P＜0.05).相对于传统的非线性方法,所提出方法的计算只需500个心跳间隔的时间序列,为HRV的研究和应用提供了一种简便和有效的方法.
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短时高频心电图的基本尺度熵分析
采用心电信号对心脏活动进行检测和分析是医学临床实践中心脏功能检测和诊断的重要的方法和手段.本研究提出一种基本尺度熵方法来探讨时间序列的复杂性.该方法不受波形模式的影响,可以用来分析任意波形模式的信号,并且在叠加白噪声后依然显示方法的有效性.对于低维的混沌Lorentz序列,基本尺度熵值可以敏感的捕捉到动力学系统的复杂性的变化.将该方法用于心电图信号的分析,可有效地从短时序列中区分出不同的生理、病理信号.该方法简单、运算快速、抗干扰,能够给临床应用提供方便.
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青年与老年昼夜心率信号多尺度化的基本尺度熵分析
目的:本研究采用多尺度化的基本尺度熵方法分析青年组与老年组,白天和黑夜的心率变异性信号.方法:从PhysioBank数据库中,分别提取出青年人和老年人的心率变异性信号,利用多尺度化的基本尺度熵方法对数据进行比较分析.结果:通过计算心率变异性信号的熵值,发现在白天清醒状态下的熵值比睡眠状态下的熵值高,但是昼夜间变化相似;老年组的多尺度化的基本尺度熵相对于青年组的熵值有所偏离,但大致走势一样,可见老年组的生理状态偏离了青年组的佳生理状态.结论:通过熵值的分析,揭示出清醒状态下,心脏系统的自适应性和稳定性较睡眠状态要强;青年与老年的熵值具有昼夜节律相关性;多尺度化的基本尺度熵方法可以用于区别青年与老年,白天与黑夜的心率变异性信号.
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窦性和房性心律失常的基本尺度熵检测
文献指出,基本尺度熵方法可以应用于短时心率变异信号的分析.本文利用该方法,从数据库中提取窦性心律、房性心律失常的ECG信号,以实现该两种心律失常的检测.本文对MIT-BIH标准数据库中的正常窦性心律、房性早搏、窦性心动过缓信号进行了分析和检测.结果表明,基本尺度熵方法能够检测窦性和房性心律失常.
