心率變異_HRV_信號(hào)的譜分析方法研究_明東

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1、第20卷第4期北京生物醫(yī)學(xué)工程Vol120No142001年12月BeijingBiomedicalEngineeringDec.2001心率變異(HRV)信號(hào)的譜分析方法研究明東田錫惠楊春梅丁北生萬柏坤摘要近年來,心率變異(HRV)分析作為一種無創(chuàng)檢測(cè)心臟功能的手段,因其可以定量評(píng)估自主神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)以及心臟的內(nèi)在動(dòng)力學(xué)機(jī)制、解釋和預(yù)測(cè)心臟的運(yùn)動(dòng)過程而獲得廣泛應(yīng)用,并成為心電信號(hào)處理中的研究熱點(diǎn)之一。本文采用改進(jìn)的HRV譜分析方法)))參數(shù)分析法,通過Marple算法建立自回歸(AR)模型,計(jì)算功率譜密度(PSD)函數(shù),然后分離各極

2、點(diǎn),得HRV的分離譜,以期為心血管疾病的早期診斷、監(jiān)護(hù)及預(yù)后評(píng)估等方面應(yīng)用提供新的分析工具。關(guān)鍵詞心率變異性自主神經(jīng)系統(tǒng)Marple算法AR譜分離譜中圖分類號(hào)R318104文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-3208(2001)04-0252-04TheResearchonMethodsforAnalysingtheSpectrumofHRVSignalMINDong,TIANXihui,YANGChunmei,DINGBeisheng,WANGBaikunDept.ofBiomedicalEngineering,TianjinUnive

3、rsity,Tianjin300072=Abstract>NowadaystheanalysisofHeartRateVariability(HRV),asanon-invasivemethodindetectingfunctionofhearts,hasbeenappliedwidelyandishotforECGsignalprocessing,foritscapabilitytoassessfunctionofautonomicnervoussystemandintrinsicdynamicmecha-nismofheartq

4、uantitatively,andtoexplainandpredicttheheart.smovements.ApplyingtheimprovedmethodforanalyzingthespectrumofHRVsignal)))theparametricapproach,whichestablishesanautoregressivemodelbyusingMarplealgorithm,calculatesPSD,andthendecomposesspectralpolestogetdecomposedspectrumof

5、HRV,itisintendedtoprovideanewtoolofanalysisforearlydiagnosis,monitoringandprognosticas-sessmentofcardiovasculardiseases.=Keywords>HeartratevariabilityAutonomicnervoussystemMarplealgorithmAutoregressivemodelDecomposedspectrum療及預(yù)后評(píng)估,HRV分析所表現(xiàn)出的與潛在的臨0引言[1]床價(jià)值是令人注目的。HRV分析已經(jīng)

6、成為目前心率變異(HeartRateVariability,HRV)是指心血管疾病研究的一大熱點(diǎn),而且也取得了一定成人體心臟搏動(dòng)周期存在的微小變異,通常情況下是果。但因囿于分析方法的不確定、不完善,HRV指逐次心跳間R波間期的微小漲落。近年來研究分析的應(yīng)用相對(duì)于其潛在的誘人的前景而言,還相表明,腦的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的自發(fā)性去甚遠(yuǎn)。[2~5]節(jié)律活動(dòng)、呼吸以及壓力、化學(xué)感受器導(dǎo)入心血管目前,對(duì)HRV的分析有很多種方法,總發(fā)射活動(dòng)等因素對(duì)心臟的自主神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制結(jié)體來講,可以分為兩大類:一種是線性分析法,一果導(dǎo)致了HRV的產(chǎn)

7、生。換言之,HRV信號(hào)蘊(yùn)涵了種是非線性分析法。其中,線性分析法又可分為統(tǒng)有關(guān)心血管系統(tǒng)神經(jīng)及體液調(diào)節(jié)的大量信息,因而計(jì)學(xué)方法(時(shí)域分析法)、譜分析法(頻域分析法)可以通過檢測(cè)患者心率的數(shù)據(jù),得到許多有關(guān)自主和傳遞函數(shù)分析法;非線性分析法又可分為神經(jīng)系統(tǒng)平衡狀態(tài)的信息。HRV的提出和研究是Poincare映射圖法、分?jǐn)?shù)維法和復(fù)雜度分析法等。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)史上一項(xiàng)有意義的突破和成就。尤其是對(duì)從理論上講,由于影響HRV的各種生理和病于一些心血管疾病及其它相關(guān)疾病的早期診斷、治理因素常常具有突變性,對(duì)HRV的分析應(yīng)該采用非線性動(dòng)力學(xué)分析法。然而,

8、為進(jìn)一步尋找HRV基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(資助號(hào):39570213)的非線性動(dòng)力學(xué)參數(shù),就必須深入分析相空間狀態(tài)作者單位:天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)儀器系(300072)點(diǎn)的分布結(jié)構(gòu),并具有描述反映系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)演變的作者簡(jiǎn)介:明

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