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昼夜节律下心率变异性信号的熵信息和谱特征

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

李锦, 刘大钊
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  • 生理系统产生的复杂波动信号能够反映其潜在的动力学特征.采用基本尺度熵和功率谱的方法分析 24 h心率变异性信号.结果表明,心脏系统昼夜节律下生理和病理的变化伴随着变化的基本尺度 熵和功率谱分布,但是对于近似熵,其变化却不明显;同时发现,基本尺度熵的变化能够反映相应的 自主神经调控的变化,由于充血性心力衰竭患者迷走神经的调控被抑制,交感神经的调控占优势, 所以数据中会出现更多变化的矢量模式组合,因此心力衰竭患者心率变异性信号的熵值较高; 在夜间睡眠状态时,由于迷走神经的调控增强,交感神经的调控减少,所以健康人和心力衰竭患者的 基本尺度熵都比白天清醒状态时产生了下降趋势.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61102094);陕西省自然科学基金(批准号: 2010JM1007)和中央高校基本科研业务费(批准号: GK200902053)资助的课题.
    [1]

    Ivanov P Ch, Rosenblum M G, Peng C K, Mietus J, Havlin S, Stanley H E, Goldberger A L 1996 Nature 383 323

    [2]

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

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    Bunde A, Havlin S, Kantelhardt J W, Penzel T, Peter J H, Voigt K 2000 Phys. Rev. Lett. 85 3736

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    Tsuji H, Venditti F J, Manders E S, Evans J C, Larson M G, Feldman C L, Levy D 1994 Circulation 90 878

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    Huikuri H V, Makikallio T H, Peng C K, Goldberger A L, Hintze U, Moller M 2000 Circulation 101 47

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    Bernaola G P, Ivanov P Ch, Amaral L A N, Stanley H E 2001 Phys. Rev. Lett. 87 168105

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    Kantelhardt J W, Ashkenazy Y, Ivanov P Ch, Bunde A, Havlin S, Penzel T, Peter J H, Stanley H E 2002 Phys. Rev. E 65 051908

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    Schumann A Y, Bartsch R P, Penzel T 2010 Sleep 33 943

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    Schmitt D T, Stein P K, Ivanov P Ch 2009 IEEE Trans. Biomed. Eng. 56 1564

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    Amaral L A N, Ivanov P Ch, Aoyagi N, Hidaka I, Tomono S, Goldberger A L, Stanley H E, Yamamoto Y 2001 Phys. Rev. Lett. 86 6026

    [13]

    Karasik R, Sapir N, Ashkenazy Y 2002 Phys. Rev. E 66 062902

    [14]

    Martinis M, Knezevic A, Krstacis G, Vargovic E 2004 Phys. Rev. E 70 012903

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    Ivanov P Ch 2007 IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine 26 33

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    Ivanov P Ch, Hu K, Hilton M F 2007 Proceedings of The National Academy of The United States of America 104 20702

  • [1]

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    [2]

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

    [3]

    Bunde A, Havlin S, Kantelhardt J W, Penzel T, Peter J H, Voigt K 2000 Phys. Rev. Lett. 85 3736

    [4]

    Tsuji H, Venditti F J, Manders E S, Evans J C, Larson M G, Feldman C L, Levy D 1994 Circulation 90 878

    [5]

    Huikuri H V, Makikallio T H, Peng C K, Goldberger A L, Hintze U, Moller M 2000 Circulation 101 47

    [6]

    Bernaola G P, Ivanov P Ch, Amaral L A N, Stanley H E 2001 Phys. Rev. Lett. 87 168105

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    Kantelhardt J W, Ashkenazy Y, Ivanov P Ch, Bunde A, Havlin S, Penzel T, Peter J H, Stanley H E 2002 Phys. Rev. E 65 051908

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    Penzel T, Kantelhardt J W, Grote L, Peter J H, Bunde A 2003 IEEE Trans. Biomed. Eng. 50 1143

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    [20]

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

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  • [1] 张继业, 张建伟, 曾玉刚, 张俊, 宁永强, 张星, 秦莉, 刘云, 王立军. 高功率垂直外腔面发射半导体激光器增益设计及制备. 物理学报, 2020, 69(5): 054204. doi: 10.7498/aps.69.20191787
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    [3] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [4] 张梦, 姚若河, 刘玉荣. 纳米尺度金属-氧化物半导体场效应晶体管沟道热噪声模型. 物理学报, 2020, 69(5): 057101. doi: 10.7498/aps.69.20191512
    [5] 赵珊珊, 贺丽, 余增强. 偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200025
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-11
  • 修回日期:  2012-04-03
  • 刊出日期:  2012-10-20

昼夜节律下心率变异性信号的熵信息和谱特征

  • 1. 陕西师范大学物理学与信息技术学院, 西安 710062
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61102094)

    陕西省自然科学基金(批准号: 2010JM1007)和中央高校基本科研业务费(批准号: GK200902053)资助的课题.

摘要: 生理系统产生的复杂波动信号能够反映其潜在的动力学特征.采用基本尺度熵和功率谱的方法分析 24 h心率变异性信号.结果表明,心脏系统昼夜节律下生理和病理的变化伴随着变化的基本尺度 熵和功率谱分布,但是对于近似熵,其变化却不明显;同时发现,基本尺度熵的变化能够反映相应的 自主神经调控的变化,由于充血性心力衰竭患者迷走神经的调控被抑制,交感神经的调控占优势, 所以数据中会出现更多变化的矢量模式组合,因此心力衰竭患者心率变异性信号的熵值较高; 在夜间睡眠状态时,由于迷走神经的调控增强,交感神经的调控减少,所以健康人和心力衰竭患者的 基本尺度熵都比白天清醒状态时产生了下降趋势.

English Abstract

参考文献 (33)

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