心律变异非线性动力学分析的随机因素研究.pdfVIP

学报 1999 J W CUM S ；3…0(4’) 3’84~ 387 心律变异非线性动力学分析的随机因素研究 产 =≥冗7早 王 磊 西安交通大学重两甚孥1工程研究所 (西安710049) 内容摘要 本文结合生理意义讨论 了外部噪声对心律变异(HRV)非线性动力学分析的髟响和 HRV的 自身 随机性 。分析了采样率、平稳性、非均匀时间间隔等固索的髟响和去除，提出一种针对心动周期信号的内插算法。实 验表明这些措簏能改善分析效果 。文中还从替代数据、交互信息、非线性预测等非线性动力学角度研究了HRV的 自身随机性 ，指出HRV是确定性混j屯与随机过程的综合体。 关键词 ! 堂苎奎量 竺堡塾垄 音 Restarch 0n StochasticFactorsofHeartRhythm Variability in NonlinearDyllamlcAllafysls Wang LeJ．Zheng Chongxun．BiomedicalEngineering Institute．X i’日n diaotong University．Xi’an 710049 Abstract In thisstudy，the influenceofexternalnoise0nheartrhythm variability (HRV )innonlinear dynamicanalysisand theinternalstochast~ factorofHRV werediscussed in connectionw ith theirphysiological significance．The sampling rate．stationary and non-uniformity time intervalwere analyzed．An interpolation algorithm forheartperiodwasintroduced．Theexperimentdemonstratedthattheinfluencewashighlyreducedby thementionedprocedure．TheinternalstochasticfactorsofHRVwereinvestigatedbyseveralnonlineardynam~ methodssuch as surrogate data，mutualinformation and nonlinear forecasting．The results suggested the coliigafionofdeterministicchaosandstochasticprocessshoutdbeafavoritetointerpretHRV ． Keywords Stochastic Heartrhythm variability Nonlineardynamics 心律变异 (HRV)由于可反映 自主神经系统功 性。考虑到在分段HR或 HP均值基本不变且方差 能等生理信 而受到广泛关注 。对 HRV 的非线 比较小的情况下(与本研究条件吻合)，两者分析结 性动力学 (ND)分析 已取得了一定的进展口]。但 由于 果基本一致 ，不失一般性 ，我们选HP作为分析对象 。 生理信号提取的强噪声背景，噪声的多样性特点，以 1 外部噪声的影响与分析 及心脏 电兴奋本身的复杂性 ，ND方法均有一定的 局限性 。一方面，这可能是 由于数据选取、顶处理等 ECG的采样率会显著影响HP的提取 ]，采样 方面的欠缺；另一方面 ，由于无法判定心脏 电兴奋的 率过低将引入截断误差。设 )、()为 HP和误 确定性或随机性 ，因此，在分析原则上会出现偏差。 差序列 ，则 )= (一1)+e()，误差序列的