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基于Poincaré差值散点图的心率变异性分析方法研究

霍铖宇 庄建军 黄晓林 侯凤贞 宁新宝

基于Poincaré差值散点图的心率变异性分析方法研究

霍铖宇, 庄建军, 黄晓林, 侯凤贞, 宁新宝
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  • 在心率变异性的非线性分析中, Poincaré散点图分析是一种重要手段.本文基于Poincaré差值散点图(modified Poincaré plot)提出了两个参数——区域分布熵和区域分布系数, 用于定量描述所考察区域内散点的分布趋势, 并提出对散点在4个象限中的分布进行分别计算.通过对MIT-BIH数据库中健康年轻人、健康老年人和充血性心力衰竭患者样本数据的分析, 发现两参数值均呈现显著的组间差异;同时, 不同象限的分析结果显示了四个象限具有不同的区分敏感性, 而其中尤以第一象限的区分度为最高, 反映出充血性心力衰竭患者相对健康人迷走神经调控功能的改变最为显著, 与以往的生理学研究结论相符.经验证, 该方法可用于短时数据, 更易于扩展至临床应用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60701002)、江苏省自然科学基金 (批准号: BK2011565)和江苏省"六大人才高峰"高层次人才项目(批准号: 2011-DZXX-035)资助的课题.
    [1]

    Task Force of the European Society of Cardiology the North American Society of Pacing Electrophysiology 1996 Circulation 93 1043

    [2]

    Rajendra Acharya U, Paul Joseph K, Kannathal N, Lim C, Suri J 2006 Med. Biol. Eng. Comput. 44 1031

    [3]

    Ning X B, Bian C H, Wang J, Chen Y 2006 Chinese Sci. Bull. 51 385

    [4]

    Huang X L, Ning X B, Wang X L 2009 Chinese Sci. Bull. 54 3784

    [5]

    Huang X L, Cui S Z, Ning X B, Bian C H 2009 Acta Phys. Sin. 58 8160 (in Chinese) [黄晓林, 崔胜忠, 卞春华 2009 物理学报 58 8160]

    [6]

    Ivanov P C, Amaral L A N, Goldberger A L, Havlin S, Rosenblum M G, Struzik Z R, Stanley H E 1999 Nature 399 461

    [7]

    Bogaert C, Beckers F, Ramaekers D, Aubert A E 2001 Auton. Neurosci. 90 142

    [8]

    Bian C H, Ning X B 2004 Physica A 337 149

    [9]

    Song A L, Huang X L, Si J F, Ning X B 2011 Acta Phys. Sin. 60 020509 (in Chinese) [宋爱玲, 黄晓林, 司峻峰, 宁新宝 2011 物理学报 60 020509]

    [10]

    Claudia L, Oscar I, Héctor P, Marco V J 2003 Clin. Physiol. Funct. I 23 72

    [11]

    Mourot L, Bouhaddi M, Perrey S, Rouillon J D, Regnard J 2004 Eur. J. Appl. Physiol. 91 79

    [12]

    Brennan M, Palaniswami M, Kamen P 2001 Ieee T. Bio. Med Eng. 48 1342

    [13]

    Li F J, Zhang P, Liu Y, Chen Y Q 2004 Journal of Clinical Eletrocardiology 13 58 (in Chinese) [李方洁, 张平, 刘艳, 程英茜 2004 临床心电学杂志 13 58]

    [14]

    Cohen M E, Hudson D L, Deedwania P C 1996 Ieee Eng. Med. Biol. 15 97

    [15]

    Liu J S, Bai Y, Li Y C 2004 Chinese Journal of Medical Physics 21 223 (in Chinese) [刘家寿, 白云, 李迎春 2004 中国医学物理学杂志 21 223]

    [16]

    Costa M, Goldberger A L, Peng C K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 198102

    [17]

    Porta A, Guzzetti S, Montano N, Gnecchi-Ruscone T, Furlan R, Malliani A 2006 Computers in Cardiology 33 77

    [18]

    Cammarota C, Rogora E 2007 Chaos Soliton. Frac. 32 1649

    [19]

    Porta A, Casali K R, Casali A G, Gnecchi-Ruscone T, Tobaldini E, Montano N, Lange S, Geue D, Cysarz D, Leeuwen P V 2008 Am. J. Physiol-Reg. I 295 550

    [20]

    Hou F Z, Ning X B, Zhuang J J, Huang X L, Fu M J, Bian C H 2011 Med. Eng. Phys. 33 633

  • [1]

    Task Force of the European Society of Cardiology the North American Society of Pacing Electrophysiology 1996 Circulation 93 1043

    [2]

    Rajendra Acharya U, Paul Joseph K, Kannathal N, Lim C, Suri J 2006 Med. Biol. Eng. Comput. 44 1031

    [3]

    Ning X B, Bian C H, Wang J, Chen Y 2006 Chinese Sci. Bull. 51 385

    [4]

    Huang X L, Ning X B, Wang X L 2009 Chinese Sci. Bull. 54 3784

    [5]

    Huang X L, Cui S Z, Ning X B, Bian C H 2009 Acta Phys. Sin. 58 8160 (in Chinese) [黄晓林, 崔胜忠, 卞春华 2009 物理学报 58 8160]

    [6]

    Ivanov P C, Amaral L A N, Goldberger A L, Havlin S, Rosenblum M G, Struzik Z R, Stanley H E 1999 Nature 399 461

    [7]

    Bogaert C, Beckers F, Ramaekers D, Aubert A E 2001 Auton. Neurosci. 90 142

    [8]

    Bian C H, Ning X B 2004 Physica A 337 149

    [9]

    Song A L, Huang X L, Si J F, Ning X B 2011 Acta Phys. Sin. 60 020509 (in Chinese) [宋爱玲, 黄晓林, 司峻峰, 宁新宝 2011 物理学报 60 020509]

    [10]

    Claudia L, Oscar I, Héctor P, Marco V J 2003 Clin. Physiol. Funct. I 23 72

    [11]

    Mourot L, Bouhaddi M, Perrey S, Rouillon J D, Regnard J 2004 Eur. J. Appl. Physiol. 91 79

    [12]

    Brennan M, Palaniswami M, Kamen P 2001 Ieee T. Bio. Med Eng. 48 1342

    [13]

    Li F J, Zhang P, Liu Y, Chen Y Q 2004 Journal of Clinical Eletrocardiology 13 58 (in Chinese) [李方洁, 张平, 刘艳, 程英茜 2004 临床心电学杂志 13 58]

    [14]

    Cohen M E, Hudson D L, Deedwania P C 1996 Ieee Eng. Med. Biol. 15 97

    [15]

    Liu J S, Bai Y, Li Y C 2004 Chinese Journal of Medical Physics 21 223 (in Chinese) [刘家寿, 白云, 李迎春 2004 中国医学物理学杂志 21 223]

    [16]

    Costa M, Goldberger A L, Peng C K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 198102

    [17]

    Porta A, Guzzetti S, Montano N, Gnecchi-Ruscone T, Furlan R, Malliani A 2006 Computers in Cardiology 33 77

    [18]

    Cammarota C, Rogora E 2007 Chaos Soliton. Frac. 32 1649

    [19]

    Porta A, Casali K R, Casali A G, Gnecchi-Ruscone T, Tobaldini E, Montano N, Lange S, Geue D, Cysarz D, Leeuwen P V 2008 Am. J. Physiol-Reg. I 295 550

    [20]

    Hou F Z, Ning X B, Zhuang J J, Huang X L, Fu M J, Bian C H 2011 Med. Eng. Phys. 33 633

  • [1] Poon Chi-Sang, 李程, 方勇, 孙锦涛, 丁光宏, 吴国强, 汤大侃. 心率变异性谱成分的非线性本质. 物理学报, 2009, 58(2): 1348-1352. doi: 10.7498/aps.58.1348
    [2] 邵士亮, 王挺, 宋纯贺, 崔婀娜, 赵海, 姚辰. 一种新的心率变异性度量方法. 物理学报, 2019, 68(17): 178701. doi: 10.7498/aps.68.20190372
    [3] 司峻峰, 黄晓林, 周玲玲, 刘红星. 心率变异性的异方差特征研究. 物理学报, 2014, 63(4): 040504. doi: 10.7498/aps.63.040504
    [4] 黄晓林, 宁新宝, 卞春华, 崔胜忠. 心率变异性基本尺度熵的多尺度化研究. 物理学报, 2009, 58(12): 8160-8165. doi: 10.7498/aps.58.8160
    [5] 严碧歌, 赵婷婷. 应用多尺度化的基本尺度熵分析心率变异性. 物理学报, 2011, 60(7): 078701. doi: 10.7498/aps.60.078701
    [6] 李锦, 刘大钊. 昼夜节律下心率变异性信号的熵信息和谱特征. 物理学报, 2012, 61(20): 208701. doi: 10.7498/aps.61.208701
    [7] 曾超, 蒋奇云, 陈朝阳, 徐敏. 心率变异性分析在新生儿疼痛检测中的应用. 物理学报, 2014, 63(20): 208704. doi: 10.7498/aps.63.208704
    [8] 宋爱玲, 黄晓林, 司峻峰, 宁新宝. 符号动力学在心率变异性分析中的参数选择. 物理学报, 2011, 60(2): 020509. doi: 10.7498/aps.60.020509
    [9] 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. 物理学报, 2017, 66(16): 160502. doi: 10.7498/aps.66.160502
    [10] 侯凤贞, 黄晓林, 庄建军, 霍铖宇, 宁新宝. 多尺度策略和替代数据检验——HRV时间不可逆性分析的两个要素 . 物理学报, 2012, 61(22): 220507. doi: 10.7498/aps.61.220507
    [11] 刘大钊, 王俊, 李锦, 李瑜, 徐文敏, 赵筱. 颠倒睡眠状态调制心率变异性信号的功率谱和基本尺度熵分析. 物理学报, 2014, 63(19): 198703. doi: 10.7498/aps.63.198703
    [12] 庄建军, 宁新宝, 杨 希, 孙 飙, 邹 鸣. 两种熵测度在量化射击运动员短时心率变异性信号复杂度上的一致性. 物理学报, 2008, 57(5): 2805-2811. doi: 10.7498/aps.57.2805
    [13] 马晓燠, 母杰, 饶长辉. 死区对四象限跟踪传感器跟踪精度的影响. 物理学报, 2012, 61(7): 072903. doi: 10.7498/aps.61.072903
    [14] 马晓燠, 郭友明, 饶长辉, 魏凯, 田雨, 饶学军. 多阳极PMT的串扰对四象限倾斜跟踪传感器跟踪精度的影响. 物理学报, 2012, 61(24): 242902. doi: 10.7498/aps.61.242902
    [15] 张伟, 张合, 陈勇, 张祥金, 徐孝彬. 脉冲激光四象限探测器测角不确定性统计分布. 物理学报, 2017, 66(1): 012901. doi: 10.7498/aps.66.012901
    [16] 范海福. 差值结构的改进解法. 物理学报, 1981, 30(11): 1539-1542. doi: 10.7498/aps.30.1539
    [17] 李光仪. Poincaré引力规范场和1/2自旋粒子的运动. 物理学报, 1981, 30(6): 722-730. doi: 10.7498/aps.30.722
    [18] 葛伟宽. Poincar-Chetaev方程的Noether对称性. 物理学报, 2002, 51(6): 1156-1158. doi: 10.7498/aps.51.1156
    [19] 刘德森, 蒋小平, 周素梅, 王 风. 离子交换引起的GRIN棒透镜大折射率差值分析. 物理学报, 2007, 56(10): 5890-5894. doi: 10.7498/aps.56.5890
    [20] 丁 宁, 方建会, 张鹏玉, 王 鹏. Poincaré-Chetaev方程的统一对称性. 物理学报, 2006, 55(12): 6197-6202. doi: 10.7498/aps.55.6197
  • 引用本文:
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-02-16
  • 修回日期:  2012-05-14

基于Poincaré差值散点图的心率变异性分析方法研究

  • 1. 南京大学电子科学与工程学院, 生物医学电子工程研究所, 近代声学教育部重点实验室, 南京 210093;
  • 2. 常熟理工学院物理与电子工程学院, 常熟 215500
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60701002)、江苏省自然科学基金 (批准号: BK2011565)和江苏省"六大人才高峰"高层次人才项目(批准号: 2011-DZXX-035)资助的课题.

摘要: 在心率变异性的非线性分析中, Poincaré散点图分析是一种重要手段.本文基于Poincaré差值散点图(modified Poincaré plot)提出了两个参数——区域分布熵和区域分布系数, 用于定量描述所考察区域内散点的分布趋势, 并提出对散点在4个象限中的分布进行分别计算.通过对MIT-BIH数据库中健康年轻人、健康老年人和充血性心力衰竭患者样本数据的分析, 发现两参数值均呈现显著的组间差异;同时, 不同象限的分析结果显示了四个象限具有不同的区分敏感性, 而其中尤以第一象限的区分度为最高, 反映出充血性心力衰竭患者相对健康人迷走神经调控功能的改变最为显著, 与以往的生理学研究结论相符.经验证, 该方法可用于短时数据, 更易于扩展至临床应用.

English Abstract

参考文献 (20)

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