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基于有限穿越水平可视图的短时睡眠心率变异性研究

霍铖宇 马小飞 宁新宝

基于有限穿越水平可视图的短时睡眠心率变异性研究

霍铖宇, 马小飞, 宁新宝
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  • 心率数据是最易于获取的人体生理数据之一,基于心率变异性的睡眠分析是近年来各种用于日常健康管理的可穿戴设备功能的一个重要发展方向,需要不断探索可以应用于标准睡眠分期时间窗(约30 s)的各类短时特征参数.利用近期报道的有限穿越水平可视图,并进一步提出一种加权有限穿越水平可视图,将不同睡眠状态下的短时心率变异序列映射为网络,进而提取平均集聚系数、特征路径长度、集聚系数熵、路径分布熵、加权集聚系数熵和加权路径分布熵等网络特征参数进行统计分析.结果表明,各网络参数值在醒觉、浅睡期、深睡期和快速眼动期的幅度水平具有显著差异,体现了所述方法在基于短时心率变异数据的睡眠分期中的有效性.同时,进一步研究了健康年轻人和中老年人在不同睡眠状态下的网络参数值,发现两者虽然存在整体的水平差异,但是在不同睡眠状态间的变化仍具有相同的趋势,反映出相对于正常的年龄老化,睡眠调制对心脏动力学系统具有更显著的影响,也说明所述方法可作为基于心率变异性的睡眠研究的一种新的辅助工具.
      通信作者: 霍铖宇, hcy@cslg.edu.cn
    • 基金项目: 江苏省高校自然科学研究项目(批准号:15KJD310002)、国家自然科学基金(批准号:61402057)和江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修计划(2016年度)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-10
  • 修回日期:  2017-06-07
  • 刊出日期:  2017-08-20

基于有限穿越水平可视图的短时睡眠心率变异性研究

  • 1. 常熟理工学院物理与电子工程学院, 常熟 215500;
  • 2. 南京大学电子科学与工程学院, 生物医学电子工程研究所, 南京 210023
  • 通信作者: 霍铖宇, hcy@cslg.edu.cn
    基金项目: 

    江苏省高校自然科学研究项目(批准号:15KJD310002)、国家自然科学基金(批准号:61402057)和江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修计划(2016年度)资助的课题.

摘要: 心率数据是最易于获取的人体生理数据之一,基于心率变异性的睡眠分析是近年来各种用于日常健康管理的可穿戴设备功能的一个重要发展方向,需要不断探索可以应用于标准睡眠分期时间窗(约30 s)的各类短时特征参数.利用近期报道的有限穿越水平可视图,并进一步提出一种加权有限穿越水平可视图,将不同睡眠状态下的短时心率变异序列映射为网络,进而提取平均集聚系数、特征路径长度、集聚系数熵、路径分布熵、加权集聚系数熵和加权路径分布熵等网络特征参数进行统计分析.结果表明,各网络参数值在醒觉、浅睡期、深睡期和快速眼动期的幅度水平具有显著差异,体现了所述方法在基于短时心率变异数据的睡眠分期中的有效性.同时,进一步研究了健康年轻人和中老年人在不同睡眠状态下的网络参数值,发现两者虽然存在整体的水平差异,但是在不同睡眠状态间的变化仍具有相同的趋势,反映出相对于正常的年龄老化,睡眠调制对心脏动力学系统具有更显著的影响,也说明所述方法可作为基于心率变异性的睡眠研究的一种新的辅助工具.

English Abstract

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